Ученые Уральского федерального университета разработали новые платиновые комплексы с карбенами, которые подавляют рост опухолевых клеток в десятки раз эффективнее цисплатина — одного из общераспространенных препаратов химиотерапии. Это открытие может значительно снизить токсичность терапии и изменить подход к лечению злокачественных новообразований в будущем. Исследование опубликовано в Journal of Molecular Structure и поддержано грантом Российского научного фонда (проект № 23-23-00375).
«Наши соединения не вызывают апоптоз (программируемую гибель клеток), а блокируют рост, развитие и деление клеток опухоли за счет нарушения работы митохондрий — “энергетических станций” клеток. Кроме того, с помощью новых комплексов мы потенциально сможем бороться и с теми опухолевыми клетками, у которых уже развилась резистентность (невосприимчивость) к действию цисплатина, и при этом, возможно, уменьшить тяжелые побочные эффекты химиотерапии», — пояснил один из авторов исследования, аспирант кафедры технологии органического синтеза УрФУ Владислав Абрамов.
Эксперименты на клетках глиобластомы, рака легких и печени показали, что новые соединения эффективны даже в наномолярных концентрациях. Например, чтобы подавить рост опухолевых клеток мозга, необходимая концентрация новых веществ составила около 0,1– 0,7 мкМ, а у цисплатина — 4,2 мкМ. Это доказало, что синтезированные вещества на порядок активнее традиционного препарата для химиотерапии. Ученые отмечают, что это лишь первичные исследования на клеточных культурах in vitro и дальнейший успех полученных веществ во многом будет определяться будущими исследованиями на животных.
«В ходе исследований мы модифицировали полученные соединения платины с карбенами таким образом, чтобы добиться значительно большей активности при меньших дозировках, а также изменить механизм действия, позволяя соединениям быть активными по отношению к ранее резистентным видам опухолевых клеток. Результату способствует и высокая эффективность новых соединений вкупе с минимальной требуемой концентрацией. Это потенциально позволит комбинировать имеющиеся варианты химиотерапии или создать полностью новые», — отметил Владислав Абрамов.
Для проверки активности соединений и определения механизма их действия ученые использовали уникальное оборудование. Например, детальное исследование строения молекул платиновых комплексов проводилось на ЯМР спектрометре Bruker Avance Neo.
«Подобных спектрометров в России всего несколько штук. Насколько мне известно, они имеются в крупнейших научных центрах — Москве, Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Казани и Новосибирске. Кроме того, комплектация нашего прибора уникальна — использование в конструкции крио-датчика с охлаждением жидким азотом позволяет с минимального количества образца получить максимально точные данные о структуре молекулы вещества», — рассказал заведующий лабораторией комплексных исследований и экспертной оценки органических материалов ЦКП УрФУ Олег Ельцов.
Полученный результат стал итогом длительной работы ученых университета с комплексами платины. Первыми были исследованы их способность к самоагрегации и жидкокристаллические свойства. Затем появилась возможность проводить биологические испытания в лаборатории первичного биоскрининга, клеточных и генных технологий центра химико-фармацевтических технологий УрФУ. Первые синтезированные вещества уже имели противоопухолевый эффект, модификация и дальнейшее развитие которых привели к созданию новых соединений платины с карбенами. Следующий запланированный этап работы — доклинические испытания in vivo.
Аналогичными исследованиями — синтезом веществ с противоопухолевой активностью на основе платины — занимаются химики в Китае, которые достигли сопоставимых с уральскими коллегами результатов. В планах ученых УрФУ — запатентовать синтезированные соединения в Федеральной службе по интеллектуальной собственности.
Справка
По данным ВОЗ, в 2020 году от онкологических заболеваний умерло 10 млн человек. Цисплатин и его аналоги используются в лечении 50 % видов неоплазий, но их применение ограничено токсичностью и резистентностью опухолей. Разработка таргетных противоопухолевых препаратов — одно из наиболее перспективных направлений в борьбе с злокачественными новообразованиями.