Химики Уральского федерального университета синтезировали вещества, которые могут стать лекарствами нового поколения (более безопасными и целенаправленными) в борьбе с онкологическими заболеваниями. Новые соединения избирательно воздействуют на определенные типы опухолевых клеток и работают по принципу подавления деления клеток, а не их немедленного уничтожения. Описание новых соединений и результаты первых исследований опубликованы в журнале ChemMedChem. Работу поддержало Минобрнауки России (госконтракт № FEUZ2023-0021).
«С помощью оригинального метода синтеза мы создали новое семейство химических соединений. Большинство полученных соединений подавляют рост опухолевых клеток, но многие из них токсичны и в отношении здоровых клеток. Тем не менее два соединения продемонстрировали селективную активность и воздействовали только на опухолевые клетки — рака мочевого пузыря и глиобластомы», — рассказывает соавтор работы, доцент центра химико-фармацевтических технологий УрФУ Константин Саватеев.
Новые вещества химики УрФУ проверили на клетках глиобластомы (рак мозга), рака мочевого пузыря, рака легких и на здоровых клетках почки человека, а также провели молекулярный докинг синтезированных молекул. Исследование на клетках показало, что одно из соединений не убивает опухоль сразу, как классические химиотерапевтические препараты, а останавливает деление опухолевых клеток (оказывает цитостатический эффект), практически «замораживает» опухоль, не давая ей расти.
Компьютерное моделирование помогло определить мишень, на которую воздействует вещество.
«Мы полагаем, что вероятной мишенью для новых соединений является белок CDK2 (циклинзависимая киназа-2), который играет ключевую роль в делении клеток. Его блокировка и объясняет цитостатический эффект. А синтез вещества, нацеленного на CDK2, открывает возможности для создания препаратов нового поколения», — добавляет Константин Саватеев.
Создание новых безопасных противоопухолевых препаратов — актуальная задача, поясняют химики. Во-первых, злокачественные новообразования на сегодня являются второй по распространенности причиной смертности в мире после сердечно-сосудистых заболеваний. Во-вторых, опухоли адаптируются к существующим препаратам (многие из которых крайне токсичны для здоровых клеток) и со временем вырабатывают резистентность.
«Одна из проблем лечения онкологических заболеваний заключается в том, что классическая химиотерапия борется со всеми быстроделящимися клетками, в том числе здоровыми, и вызывает серьезные побочные эффекты: выпадение волос, тошноту, угнетение иммунитета. Кроме того, опухолевые клетки развивают устойчивость к препаратам, что приводит к рецидивам и прогрессированию болезни. Поэтому во всем мире ведется активный поиск новых веществ, которые, с одной стороны, будут эффективны в отношении заболевания, а с другой — не наносят вред здоровым клеткам», — уточняет Константин Саватеев.
Как поясняют ученые, сегодня большинство одобренных к использованию новых таргетных препаратов (за последние годы их было около десятка) — это низкомолекулярные соединения с гетероциклической структурой. Это означает, что молекулы препарата значительно меньше по размеру, чем, к примеру, молекулы белков или нуклеиновых кислот, на которые можно воздействовать при лечении заболеваний. Над созданием таких препаратов и работают химики УрФУ.
По оценкам исследователей, при условии успешных испытаний и других факторов препарат на основе нового соединения может появиться на российском рынке через 7–10 лет.
Справка
По данным ВОЗ, в 2022 году в мире было диагностировано более 20 млн новых случаев злокачественных новообразований. Тогда же от онкологических заболеваний умерло около 9,7 млн человек. По оценкам специалистов, к 2040 году число новых случаев таких заболеваний увеличится примерно до 30 млн в год.