РАК. Создано лекарство?

Об этом газете "Известия" рассказал замдиректора Государственного научно-исследовательского института особо чистых препаратов Федерального медико-биологического агентства (ФМБА), профессор Андрей Симбирцев.

Как отмечает издание, это принципиально новое средство для лечения злокачественных опухолей, полученное с помощью биотехнологий. Успех был достигнут с помощью космического эксперимента, и, таким образом, институт завершает доклинические испытания лекарства, которое может совершить революцию в онкологии.

"Наш препарат имеет рабочее название "Белок теплового шока" — по основному действующему веществу. Это молекула, которая синтезируется любыми клетками организма человека в ответ на различные стрессорные воздействия. О ее существовании ученые знали давно. Первоначально предполагалось, что белок может только защищать клетку от повреждения. Позже выяснилось, что помимо этого он обладает уникальным свойством — помогает клетке показывать свои опухолевые антигены иммунной системе и тем самым усиливает противоопухолевый иммунный ответ", — приводит газета слова Симбирцева.

Он отмечает, что так как количество этого белка в организме минимально, была разработана особая биотехнология по его синтезированию. По его словам, был выделен ген человеческой клетки, который отвечает за производство белка, его клонировали.

"Затем мы создали штамм-продуцент и заставили бактериальную клетку синтезировать человеческий белок. Такие клетки хорошо размножаются, что позволило нам получить неограниченное количество белка", — объясняет Симбирцев.

Он отмечает, что ученые ФМБА не только создали технологию, но также изучили структуру белка, расшифровали механизм противоопухолевого действия на молекулярном уровне.

"ФМБА обладает уникальной возможностью проводить медицинские исследования с помощью космических программ. Дело в том, что для рентгеноструктурного анализа действия белка необходимо сформировать из него сверхчистый кристалл. Однако в условиях земного притяжения получить его невозможно — белковые кристаллы растут неравномерно. Родилась идея вырастить кристаллы в космосе. Такой эксперимент был проведен в 2015 году. Мы упаковали сверхчистый белок в капиллярные трубочки и отправили их на МКС", — продолжает Симбирцев.

По его словам, за шесть месяцев полета в трубочках сформировались идеальные кристаллы. Они были спущены на землю и проанализированы в России и Японии, где есть сверхмощное оборудование для рентгеноструктурного анализа. При этом создание кристалла в невесомости требовалось только для научного этапа разработки препарата, отмечает профессор. Таким образом, космический эксперимент лишь подтвердил, что ученые на правильном пути.

Симбирцев отметил, что лекарство было опробовано на мышах и крысах, у которых развивались меланомы и саркомы. Курсовое введение препарата в большинстве случаев приводило к полному излечению даже на поздних стадиях. Таким образом, заключил он, "можно с уверенностью сказать, что белок обладает необходимой для лечения рака биологической активностью".

Несмотря на то, что во время тестирования "Белок теплового шока" не проявил токсичности, окончательные выводы о его безопасности можно будет сделать только после завершения доклинических исследований, на что потребуется еще год. После, отмечает Симбирцев, ученые смогут начать клинические испытания.

Симбирцев отметил, что полные клинические испытания обычно проходят два-три года.

"К сожалению, быстрее не получится — это серьезное исследование. То есть с учетом финальной стадии доклинических исследований пациенты получат новое лекарство через три-четыре года", — заключил он.

"Мы нашли "щадящий" режим терапевтического воздействия на раковые клетки, который не приводит к массовому разрыву клеток, но, судя по всему, сводится по большей части лишь к разрушению внутриклеточных органелл наночастицами", — рассказывает Андрей Свиридов из МГУ имени Ломоносова, чьи слова приводит пресс-служба Российского научного фонда. По мнению ученого, важно то, что покрытие наночастиц биополимером не ухудшает их акустических свойств, а, по сути, приводит к лучшему терапевтическому эффекту.

В последние годы физики, химики и даже нанотехнологи начали разрабатывать новые методики проведения хирургических операций и терапии, которые проводятся без вскрытия тела и нанесения повреждений тканям и органам. К примеру, исследователи разработали наночастицы, которые вводятся в опухоль и затем нагреваются при помощи лазера. Это уничтожает рак, но не трогает здоровые клетки. Схожим образом действует генная терапия и специальные лекарства, подавляющие рост сосудов в опухоли и "удушающие" раковые клетки.

Свиридов и его коллеги под руководством профессора Виктора Тимошенко создали особые наночастицы из кремния, покрытые специальным полимерным составом, которые можно одновременно использовать и для изучения раковых опухолей, и для их уничтожения, "подсвечивая" такие частицы ультразвуком.

Главной проблемой подобных методик лечения рака, рассказывают ученые, является то, что ультразвук и поглощающие его наночастицы часто действуют слишком неизбирательно, уничтожая не только опухоль, но и здоровые клетки. Кроме того, такие наночастицы часто слишком быстро растворяются внутри организма, что не позволяет их использовать для наблюдений за клетками из-за их недолговечности и токсичности.

Тимошенко, Свиридов и их коллеги решили эту проблему, покрыв наночастицы из пористого кремния слоем декстрана, биополимера из молекул глюкозы. Такие частицы, как отмечают биологи, не только разлагаются медленнее, чем их "голые" аналоги, но и светятся при облучении ультрафиолетом, что позволяет использовать их для "подсветки" изучаемых тканей и образцов клеток.

Эти частицы ученые испытали на культурах раковых клеток, извлеченных из гортани человека, облучая ультразвуком по отдельности и в присутствии наночастиц.

Как показали опыты, "чистый" ультразвук почти не действует на раковые клетки, тогда как его комбинация с наночастицами аккуратно убивает их, уничтожая митохондрии и прочие органеллы в раковых клетках. Сами наночастицы, как показали многодневные наблюдения за клетками, почти не мешают их жизни, если их концентрация не превышает определенного порога.

Помимо усиления ультразвука, данные наночастицы, как отмечают исследователи, можно использовать для доставки лекарств и прочих молекул внутрь здоровых или раковых клеток. Нагрев при помощи ультразвука или радиоволн сделает молекулы лекарств более подвижными, что усилит их эффективность. Не стоит ожидать, что эти наночастицы войдут в медицинскую практику уже сегодня или завтра — им предстоит пройти ряд клинических испытаний на животных и добровольцах. На это может уйти несколько лет, и такие испытания не всегда завершаются положительно.

Помимо МГУ, в создании этих наночастиц участвовали ученые из НИЯУ МИФИ, ИТЭБ РАН в Пущино, университета Лиона (Франция) и Тринити-колледжа в Дублине (Ирландия).

Ранее заместитель директора Государственного научно-исследовательского института особо чистых препаратов Федерального медико-биологического агентства (ФМБА) России по научной работе Андрей Симбирцеви сообщил, что новое лекарство от рака пациенты смогут получить уже через три-четыре года.