| Разработчики: | НИТУ МИСиС (Национальный исследовательский технологический университет) |
| Дата премьеры системы: | 2023/04/25 |
| Отрасли: | Фармацевтика, медицина, здравоохранение |
Основные статьи:
2023: Анонс препарата для комбинированной химиотерапии и фотодинамической терапии
Российские ученые предложили инновационный подход в борьбе с онкозаболеваниями, который позволит снизить тяжелые побочные эффекты от лечения. Они разработали пролекарство Рибоплатин для комбинированной химиотерапии и фотодинамической терапии на основе платины Pt(IV) и фотосенсибилизатора (веществ, увеличивающих чувствительность тканей к воздействию света). Препарат контролируемо активизируется только в зоне злокачественного новообразования под действием синего света, не затрагивая не облученные ткани, открывая возможности для "точечной" химотерапии. Дизайн предложенного пролекарства позволяет решить проблему токсичности и клеточной резистентности к традиционным противоопухолевым препаратам. Результаты исследований опубликованы в научном журнале ACS Applied Materials & Interfaces. Об этом 25 апреля 2023 года сообщили представители НИТУ МИСиС.
 | Пролекарство - это исходно фармакологически неактивное соединение, которое активируется в организме, высвобождая терапевтический агент. В нашей работе пролекарство платины (IV) Рибоплатин, представляющее собой комбинацию клинически применяемого цисплатина и Рибофлавина, Витамина В12, способно селективно активироваться в клетках опухолей под действием синего света, при этом в процесс фотоактивации происходит локальное высвобождение цитотоксического агента цисплатина, а также генерация активных форм кислорода Рибофлавином. Возможность локализовать облучение препарата в заданной области открывает возможности комбинированного действия химиотерапии и фотодинамической терапии, повысить эффективность лечения по сравнению с традиционной химиотерапией, а также снизить общее токсическое действие на организм. объяснила Ольга Красновская, руководитель проекта, к.х.н., старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ МИСИС |  |
заведующий кафедрой Биофизики МИСИС Александр Ерофеев
руководитель проекта, к.х.н., старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ МИСИС Ольга Красновская
Химиотерапия – это очень мощное средство, но зачастую она действует без разбора на все клетки. К тому же при длительной терапии опухолевые ткани вырабатывают резистентность, то есть способность снижать эффективность химиотерапевтических агентов. Платиносодержащие средства, например, такие как цисплатин Pt(II), являются широко распространёнными противоопухолевыми препаратами, их используют в половине всех существующих химиотерапевтических схем. Однако не все соединения платины добираются до опухоли. Например, 90% от введенного цисплатина дезактивируется в кровотоке за счет необратимого связывания с белками плазмы, и всего лишь 1% (или меньше) связывается с намеченной мишенью, ядерной ДНК. Однако отсутствие селективности к клеткам опухолей означает то, что цисплатин может поражать и здоровые клетки, что является причиной тяжелых побочных эффектов химиотерапии.
По словам исследовательницы, экспериментально установлено, что Рибоплатин способен накапливается в клетках в 13 раз эффективнее по сравнению со свободным цисплатином. Это означает, что при схожих дозировках Рибоплатин обладает большей противоопухолевой активностью.
В фотодинамической терапии (ФДТ) молекулы фотосенсибилизаторов, которые не являются токсичными в отсутствие облучения, под воздействием света в видимой области передают энергию квантов света имеющемуся в кровотоке кислороду, преобразуя его в активную форму и высокоактивные кислородсодержащие радикалы, которые и уничтожают раковые клетки. Одним из ключевых ограничений применения ФТД является ее низкая эффективность в условиях нехватки кислорода. Например, в характерных для опухолей гипоксических условиях, где содержание значительно снижено, фотодинамическая терапия малоэффективна. Поэтому сочетание в одной молекуле контролируемо высвобождаемого пролекарства Pt(IV) и агента для фотодинамической терапии представляет собой современный подход.
| | Для преодоления ограничений фотодинамической терапии нами предложено соединение Pt(IV), которое содержит цитотоксический фрагмент цисплатина, а также агент фотодинамической терапии. Таким образом, в аэробных условиях разработанная нами молекула будет работать в качестве агента двойного действия, а в гипоксии при недостатке кислорода сохранит способность высвобождать химиотерапевтический агент цисплатин под действием видимого света. отметил Даниил Спектор, соавтор исследования, инженер научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ МИСИС | |
В качестве фотосенсибилизатора ученые использовали тетраацетил рибофлавина (ТАРФ). Рибофлавин – это витамин В. При различных видах рака он поглощается особенно активно, поэтому конъюгаты на основе ТАРФ широко используются для повышения функциональности лекарств и для нацеливания на раковые клетки. Также ТАРФ способен образовывать активные формы кислорода при облучении светом, что обуславливает его противоопухолевые, антибактериальные, противовирусные свойства и его перспективы в качестве средства фотодинамической терапии.
| | Мы уже получили неоднократное подтверждение фотоактивированного высвобождения противоопухолевого препарата цисплатина Pt(II) из пролекарства Pt(IV), как "в пробирках", так и внутри внутри модели живой опухоли аденокарциномы. Установлено, что рибоплатин действительно высвобождает цисплатин под действием синего света, и скорость высвобождения можно контролировать дозой облучения. констатировала Ольга Красновская | |
По словам ученых, это, по-видимому, подтверждение одновременного фотоактивированного высвобождения противоопухолевого препарата цисплатина Pt(II) и соединений кислорода из пролекарства двойного действия, наблюдаемого в реальном времени внутри модели живой опухоли. Похожие пролекарства, представляющие собой комбинацию фотополотителя, и цитотоксического платинового средства, ранее представляли ученые из Италии и Китая. Однако, благодаря наличию оборудования, и возможности наблюдать за процессом фотоактивации препарата внутри живой системы в реальном времени, обеспечили научной группе результаты, которые были оценены в научном сообществе.
| | В своем исследовании мы с коллегами применили электрохимический метод, позволяющий обнаружить цисплатин внутри 3D-моделей опухоли – сфероидов, которые предварительно облучали видимым светом. С помощью наноразмерного сенсора нам удалось проникнуть на разные уровни внутри сфероида и показать, что разработанный нами препарат не только хорошо накапливается на глубине опухолевой модели, но и реагирует на облучение в глубине сфероида. Мы смогли в реальном времени детектировать высвобождение цитотоксического агента из пролекарства внутри живой системы. рассказал Александр Ванеев, инженер научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ МИСИС | |
В дальнейших исследованиях ученые планируют исследование разработанного препарата на животных, а также продолжить поиск эффективных фотосенсибилизаторов для контролируемой фотоактивации пролекарств Pt(IV). Проект поддержан Российским научным фондом (№ 22-15-00182).
