Российские исследователи придумали, как можно сделать противораковые препараты более избирательными и менее токсичными для здоровых тканей. В этом им помог «молекулярный клей» на основе двух белков барназы и барстара, прикрепленных к специфической метке и токсичному веществу соответственно. Первый компонент избирательно взаимодействует с опухолью, а второй, с лекарством, затем прикрепляется к нему и работает только там, где это необходимо. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Journal of Controlled Release.
Несмотря на многочисленные исследования и разработки, рак остается одним из самых смертоносных заболеваний в мире. Способов его лечения довольно много, часто применяют химиотерапию, когда в организм пациента вводят высокотоксичное вещество, останавливающее рост опухоли и убивающее ее клетки. При этом страдают здоровые ткани и органы, что значительно усугубляет состояние пациента.
Сотрудники Института биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН (Москва), Института общей физики имени А. М. Прохорова РАН (Москва), Научно-исследовательского института морфологии человека (Москва), Томского политехнического университета (Томск) и Инженерно-физического института биомедицины (Москва) предложили поэтапный способ доставки лекарств к злокачественным новообразованиям. В основе их идеи лежит взаимодействие двух бактериальных белков барназы и барстара — самое прочное из всех известных в природе. Они служат «молекулярным клеем». Первый компонент присоединили к белку, узнающему рецепторы на поверхности клеток рака молочной железы, а второй — к искусственным мембранным пузырькам с бактериальным токсином внутри.
Эксперимент состоял в том, чтобы сначала привить опухоль человека мыши, а затем попытаться ее вылечить. Ученые вводили компонент-метку, а потом, когда его не связавшиеся молекулы были удалены естественным путем, на протяжении десяти дней ежедневно вкалывали жидкость с лекарственным компонентом. Результаты показали, что к 28 дню наблюдения такая терапия помогла уменьшить опухоли на 71% и предотвратить появление метастазов. Вместе с тем, жизненно важные органы не пострадали от действия токсина.
«В мире существует всего четыре системы предварительного нацеливания лекарства на опухоль. В основном они разработаны для радиотерапии, чтобы снизить лучевую нагрузку на организм пациента, но каждая из них имеет свои недостатки. Среди них можно отметить нежелательную активацию иммунного ответа, сложность и дороговизну производства. Компоненты разработанной нами системы — барназа и барстар — не имеют неспецифических мишеней в организме млекопитающих, и поэтому обеспечивают высокую избирательность терапии. Кроме того, и барназу, и барстар методами генной инженерии можно легко соединить с любыми белками, распознающими любые онкомаркеры. В результате такой «молекулярный клей» становится удобной, надежной и универсальной системой предварительного нацеливания на самые разные опухоли и может лечь в основу разработки новых эффективных методов борьбы со злокачественными новообразованиями», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Сергей Деев, академик, доктор биологических наук, заведующий лабораторией молекулярной иммунологии Института биоорганической химии РАН.
