Российские учёные разработали специальную эмульсию для доставки кислорода в раковые опухоли, перешедшие на бескислородный метаболизм. Такие опухоли не поддаются фотодинамической терапии, когда воздействием света и специальных фотосенсибилизаторов молекулы кислорода переходят в активную форму и уничтожают злокачественные клетки. Учёным удалось создать эмульсию, в которой молекулы кислорода и фотосенсибилизатора заключены в капли перфторуглерода — особого соединения, способного растворять кислород в десятки раз эффективнее воды. Эмульсия позволяет насытить раковые ткани кислородом для их дальнейшего разрушения. Такой метод доставки кислорода в опухоль позволит повысить эффективность терапии, уверены авторы научной работы.
Учёные из Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН и Института биохимической физики имени Н.М. Эмануэля РАН создали специальную эмульсию для разрушения устойчивых онкологических опухолей методом фотодинамической терапии. Об этом RT сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ). Исследование проводилось при поддержке РНФ. Результаты опубликованы в издании International Journal of Molecular Sciences. Однако метод имеет серьёзные ограничения — дело в том, что на поздних стадиях в опухолевых тканях часто появляются гипоксические зоны, в которых практически нет кислорода. Чтобы приспособиться к гипоксии, злокачественные клетки начинают активно мутировать, настраивая свой метаболизм на бескислородный режим существования.
Это делает их устойчивыми к фотодинамической терапии, а также к некоторым другим видам традиционных видов терапии (кислородозависимой химио- и лучевой терапии). Кроме того, наличие очага гипоксии в опухоли заставляет раковые клетки выделять в организм сигнальные молекулы, которые инициируют более активное снабжение переродившейся ткани питательными веществами. Это приводит к ещё большему росту и усилению злокачественности опухоли. Учёные испытали полученную эмульсию на клеточной культуре карциномы толстой кишки человека, выращенной в бескислородных условиях. Количества кислорода, который эмульсия удерживает в гипоксии, оказалось достаточно для летального повреждения опухолевых клеток.
Облучение накопивших эмульсию клеток красным лазером быстро запускало генерацию активных форм кислорода, которые разрушали митохондрии и клеточные мембраны. Это привело к гибели раковых клеток. Теперь авторы исследования готовятся испытать эмульсию на лабораторных животных. «Мы нашли условия, при которых эмульсия приносит кислород в гипоксические клетки и позволяет его «активировать» методом фотодинамической терапии.
Это важно и для развития других подходов — химиотерапии и лучевой терапии — в сложных случаях, когда кислород нужен при лечении, а его в тканях нет», — пояснила RT руководитель проекта кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории физиологически активных фторорганических соединений отдела элементоорганических соединений ИНЭОС РАН и лаборатории процессов фотосенсибилизации ИБХФ РАН Алина Маркова.
Авторы работы экспериментально установили, что полученная эмульсия сохраняет свои свойства при температурах в диапазоне от +4 °C до -20 °C — то есть потенциально для хранения препарата в медицинских учреждениях не потребуется специальное оборудование. «Наш подход позволит как значительно улучшить эффективность фотодинамической терапии в онкологии, так и расширить его применимость на случаи гипоксических злокачественных опухолей, которые агрессивны и часто не поддаются общепринятым методам терапии», — добавила Алина Маркова.
В работе также приняли участие учёные из Института биохимической физики имени Н.М. Эмануэля РАН, Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н.И. Пирогова, Национального медицинского исследовательского центра онкологии имени Н.Н. Блохина, МИРЭА — Российского технологического университета и Московского инженерно-физического института.
Источник: https://russian.rt.com/