Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) вместе с немецкими и российскими коллегами разработали прототип лекарственного соединения против устойчивого к химиотерапии рака простаты. Оригинальная идея состоит в том, что аналоги биологически активных молекул из пигмента морских ежей соединили с молекулами глюкозы, чтобы эффективно доставлять действующее вещество в опухолевые клетки. Статья об этом опубликована в Marine Drugs.
Для лечения рака простаты ученые решили использовать эффект Варбурга, который проявляется в том, что опухолевые клетки с большим удовольствием питаются «сахаром», то есть потребляют соединения глюкозы интенсивнее большинства нормальных клеток.
К активным молекулам, созданным на основе пигментов морского ежа, ученые с помощью атомов серы «пришили» глюкозный хвост. Получившимся соединением в лабораторных условиях обработали клеточные культуры рака простаты, устойчивого к воздействию доцетакселя, стандартного препарата химиотерапии. В результате опухолевые клетки погибли.
Научное достижение стало возможно исключительно благодаря совместной работе российских и немецких исследователей из Школы естественных наук (ШЕН) ДВФУ, Университетской клиники Гамбург-Эппендорф (Германия), Тихоокеанского института биоорганической химии имени Г.Б. Елякова (ТИБОХ ДВО РАН), и Грайфсвальдского университета (Германия).
Статья российских и немецких ученых была признана лучшим исследованием номера журнала Marine Drugs.
«В нашем исследовании мы реализовали шанс объединить достижения специалистов из разных стран, — рассказывает один из авторов идеи исследования Сергей Дышловой, научный сотрудник лаборатории биологически активных веществ ШЕН ДВФУ. — Во-первых, в нашем распоряжении были аналоги биологически-активных соединений из морских ежей, противоопухолевый потенциал которых был улучшен дальневосточными коллегами из ТИБОХ ДВО РАН. Во-вторых, мы использовали опыт немецких коллег, специализирующихся на раке простаты, чтобы установить и объяснить механизм, который делает опухолевые клетки более восприимчивыми к связанным с глюкозой молекулам. Оказалось, что клетки рака простаты обладают большим количеством рецепторов, через которые внутрь клетки попадает глюкоза и связанные с ней молекулы».
Ученый уточнил, что, хотя новое лекарственное соединение показало эффективность на клеточных культурах рака простаты, есть хороший шанс, что в будущем, при условии успешных клинических испытаний, оно подойдет для лечения других видов рака. Большинство опухолевых клеток потребляет глюкозу интенсивнее здоровых клеток организма.
Новинкой исследования стал не только сам препарат из морского ежа с пришитым глюкозным хвостом, но и способ соединения молекул через серу, а не кислород, как это делалось ранее. Новый способ «склейки» был выбран для того, чтобы лекарство обладало повышенной устойчивостью в живом организме, не разрушаясь в крови раньше, чем попадет в опухолевые клетки. Предыдущие эксперименты показали, что соединения, сшитые через молекулы кислорода, не обладают нужной устойчивостью.
Осенью 2020 года исследователи планируют изучить возможные побочные эффекты препарата сначала на мышах, а затем и на других лабораторных животных. Перед этим молекулу лекарственного соединения дополнительно доработают, чтобы оно обладало еще большей стабильностью при попадании в кровь. Права на молекулу нового поколения будут охраняться патентом.
С учетом затраченного на лабораторные и последующие клинические испытания времени, а также в случае их успеха, новый препарат на рынке может появиться через 10 лет.
Рак простаты — второе по смертоносности онкологическое заболевание у мужчин, проживающих в развитых странах.
"Мировой океан" (Ocean Science) одно из приоритетных научных направлений, действующих в ДВФУ. Ученые университета в сотрудничестве с партнерами из Российской академии наук и зарубежными коллегами исследуют морские биоресурсы и их компоненты, чтобы выявить перспективные лекарственные соединения-кандидаты на роль терапевтических средств нового поколения.
Научная статья: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32403427/