01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Химия и науки о материалах
26 сентября 2016
Разработан новый препарат от рака на основе молибденовых кластеров

Российские ученые представили новое лекарство для фотодинамической терапии раковых заболеваний

ИНХ СО РАН

Учёные из Института неорганической химии СО РАН, лаборатории полиядерных координационных соединений Новосибирского государственного университета и других научно-исследовательских институтов СО РАН и СО РАМН доказали эффективность применения кластеров молибдена в фотодинамической терапии раковых заболеваний.

Новосибирские химики совместно с биологами провели исследование действия кластеров молибдена, включенных в частицы диоксида кремния, на раковые клетки карциномы гортани и впервые доказали эффективность использования этих комплексов на живых системах в фотодинамической терапии рака. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry B.

Кластеры — группы близко расположенных, тесно связанных друг с другом атомов, молекул, ионов. По своей структуре они занимают промежуточное положение между молекулой и объемным твердым телом. Металлические кластеры состоят из основы (атомы металла) и лигандов (заряженных и/или нейтральных молекул), находящихся на расстоянии друг от друга не более 0,3 нм, что допускает прямое взаимодействие металл-металл.

F6dbb7567de4fdf1832ea456c08418a55dfb1e2b
Шестиядерный кластер молибдена

«Под воздействием ультрафиолетового излучения кластеры молибдена, в частности, начинают светиться красным светом. Но если кластеры люминесцируют в присутствии кислорода, который находится вокруг нас в невозбужденном триплетном состоянии, то они влияют на него и он переходит в очень активную синглетную форму», – отметил научный сотрудник лаборатории синтеза кластерных соединений и материалов ИНХ СО РАН Михаил Шестопалов.

Синглетный кислород в медицинской практике используется в фотодинамической терапии рака, основанной на применении веществ, чувствительных к свету (фотосенсибилизаторов) и лазерного излучения с длиной волны, соответствующей пику поглощения фотосенсибилизатора. Новосибирские учёные решили сделать новый фотосенсибилизатор на основе кластеров молибдена.

По словам Михаила Шестопалова, в настоящее время в качестве фотосенсибилизаторов в основном используются порфирины (природные макрогетероцикличные пигменты, содержащие в молекуле цикл порфина), однако у них есть ряд недостатков, например, их, как органические соединения, трудно обнаружить в организме какими-либо другими методами, кроме люминесценции.

Так как кластеры молибдена имеют в своей основе атомы металла, они являются рентгеноконтрастными. Иными словами, препарат можно быстро обнаружить в организме после введения с помощью рентгена, после чего провести терапевтическую процедуру.

Следующим шагом в работе стала модификация шестиядерных кластеров молибдена для того, чтобы они стали биосовместимыми. В качестве матрицы-носителя для кластерных комплексов были выбраны частицы диоксида кремния.

«Диоксид кремния был выбран неслучайно. Его легко модифицировать, чтобы сделать достаточно маленькие наночастицы размером 50 нм и конъюгировать их, тесно сблизить, с антителами, относящимися к гиперэкспрессивному гену, например, HER2, которого у некоторых видов раковых клеток становится очень много. После конъюгации с антителом наночастицы пойдут непосредственно в опухоль», — поясняет Михаил Шестопалов.

Исследователи в качестве анититела к гену HER2 взяли препарат герцептин — здоровые клетки, которые не гиперэкспрессируют этот ген, практически его не накапливают, в то время как раковые клетки с гиперэкспрессией гена накапливают очень быстро.

Baf8979c547a06d31a01f3c66b29c6499f895766
Эффект воздействия кластера молибдена на раковые клетки до (вверху) и после (внизу) облучения

Учёные синтезировали различные кластерные комплексы с частицами разного размера, и им удалось найти оптимальную комбинацию, которая хорошо люминесцировала и генерировала синглетный кислород. После этого совместно с коллегами-биологами специалисты показали, что наночастицы проникают в опухоль (карцинома гортани), и под воздействием синглетного кислорода, который образуется под ультрафиолетовым излучением, раковые клетки умирают.

По словам ученых, в настоящий момент препарат на основе молибденовых кластеров находится на доклинической стадии испытания на животных.

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое