Используя недавно разработанный препарат, ученые из Института исследования полимеров Макса Планка научились разрушать онкологические опухоли буквально за несколько часов. Метод основан на использовании самособирающихся молекул, которые принимая активную форму, эффективно поглощают кислород, необходимый для успешной жизнедеятельности злокачественных новообразований.
Технология, лежащая в основе этого исследования, нацелена на одну из важнейших метаболических функций организма живых существ - АТФ, или аденозинтрифосфорную кислоту. Аденозинтрифосфат отвечает за основные энергетические механизмы клеток, получая химическую энергию от распада пищевых молекул и распределяя ее для питания других клеточных процессов.
Художественная иллюстрация нового противоракового препарата в действии, использующего крошечные волоски для блокады кислородного снабжения клеток
В число подобных клеточных процессов входит размножение раковых клеток, и именно поэтому мы видели, как АТФ участвовал в предыдущих противораковых прорывах. Авторы нового исследования попытались прекратить подачу АТФ, который вырабатывается в процессе поглощения митохондриями кислорода и преобразования его в молекулу.
Ученым удалось добиться этого с помощью недавно разработанного препарата, названного платина-металлопептид. Попадая в клеточную среду, вещество воздействует на эндогенный пероксид водорода. В результате его молекулы соединяются вместе, образуя множество тончайших волосков, (в тысячи раз тоньше человеческого волоса).
"Эти волоски флуоресцируют, поэтому за ними можно наблюдать в микроскоп, в момент их формирования", - рассказывает руководитель проекта Чжисюань Чжоу.
Наблюдая за процессом, команда обнаружила, что волоски блокируют преобразование кислорода в АТФ. Испытание этого метода в лабораторных условиях на клетках метастатического рака легких и молочной железы, не поддающихся терапии, привело к их гибели в течение всего четырех часов. Ученые считают, что это открытие является хорошим сигналом для создания новых методов борьбы с неизлечимыми видами раковых опухолей, способных адаптироваться к терапии и постоянно эволюционировать.
"Задача состоит в том, чтобы воспрепятствовать такой адаптации, воздействуя на основу клеточной жизни - на дыхательные механизмы клеток, то есть на поглощение клетками кислорода и, таким образом, на производство химической энергии для роста", - говорит Дэвид Нг, соавтор исследования.
Хотя эксперименты команды были сосредоточены на среде внутри клеток рака легких и молочной железы, тот факт, что АТФ работает в других типах клеток, позволяет предположить, что технология может иметь более широкое значение для разработки лекарств. Ученые отмечают, что преобразование этой технологии в безопасное клиническое лекарство для человеческого организма потребует еще многих лет работы, но надеются, что это может привести к новым методам лечения трудноизлечимых заболеваний.
Результаты данного эксперимента были зарегистрированы в научно - публицистическом издании ”Журнал Американского химического общества”.
Источники: Max Plank Institute for Polymer Research, Journal of the American Chimical Society
1. (https://pubs.acs.org/doi/10.1022/jacs.2c203215)
2. (https://www.mpip-mainz.mpg.de/en/press/pr-2022-09)
Новости