Рак: многообещающее новое лечение удушает раковые клетки в течение нескольких часов
Разработка противораковых средств лечения является глобальной проблемой здравоохранения. Ученые разработали новую методику, позволяющую остановить развитие рака, пытаясь обойти существующие противораковые методы лечения. Разрушая клеточные компоненты, ответственные за преобразование кислорода в химическую энергию, раковые клетки уничтожаются. Инновационная и перспективная методика.
Лечение рака - длительный процесс, поскольку раковые клетки, обосновавшиеся в организме, часто перерастают в агрессивные формы и становятся неизлечимыми. Поэтому планы лечения часто включают несколько комбинаций лекарств и/или радиотерапию, чтобы предотвратить рецидив рака. Для борьбы с многообразием типов раковых клеток было разработано множество препаратов, направленных на конкретные биохимические процессы в каждом типе клеток, что делает терапию сложной.
Однако раковые клетки обладают высокой адаптивностью и способны разрабатывать механизмы, позволяющие обойти последствия лечения. В частности, они, как правило, более метаболически активны, чем нормальные клетки, что отчасти помогает им стать неуправляемыми и сделать неэффективными применяемые методы лечения. Именно поэтому все чаще проводятся исследования, такие как разработка в 2022 году наномашин, атакующих раковые клетки, способных проникать в самое сердце этих клеток, чтобы вызвать их разрушение изнутри.
Недавно ученые из Института Макса Планка по исследованию полимеров разработали новый метод их устранения всего за несколько часов. Техника основана на самособирающихся молекулах, которые буквально душат раковые клетки. Их многообещающая работа опубликована в журнале .
Удушающие наноструктуры
Ученые основывают свое исследование на одной из ключевых метаболических функций клеток всех живых существ, называемой преобразованием кислорода в АТФ (аденозинтрифосфат). Эта молекула является основным переносчиком энергии в клетках, необходимым для химических реакций метаболизма, локомоции, деления клеток или активного транспорта химических веществ через биологические мембраны.
Как упоминалось ранее, основным противодействием лечению рака является энергоемкое размножение раковых клеток, поэтому АТФ играет ключевую роль. Дэвид Нг из Института Макса Планка по исследованию полимеров объясняет в пресс-релизе: "Мы хотим предотвратить такую адаптацию, вторгшись в главную опору жизни клетки — как клетки дышат, то есть поглощают кислород, и таким образом производят химическую энергию для роста. С практической точки зрения, если лишить рак этого источника энергии, то можно остановить его метастазирование".
Исследовательская группа создала синтетическое "лекарство", которое попадает в клетки, где реагирует на условия внутри и запускает химический процесс. Препарат состоит из трипептидов, содержащих платину (II). Когда он попадает в клеточную среду, он реагирует на эндогенную (вырабатываемую внутри клетки) перекись водорода, объединяя свои молекулы в крошечные волоски, в тысячи раз тоньше человеческого волоса. Образовавшиеся наноструктуры блокируют метаболические функции, включая аэробный гликолиз и окислительное фосфорилирование, тем самым прекращая производство АТФ.
Чжисюань Чжоу, сотрудник Института Макса Планка и первый автор исследования, объясняет: "Эти волоски флуоресцируют, поэтому их можно рассмотреть под микроскопом непосредственно в процессе формирования".
Ученые наблюдали за потреблением кислорода в различных типах клеток и обнаружили, что волоски мешают всем им преобразовывать кислород в АТФ. Процесс сработал даже для клеток, полученных из неизлечимого метастатического рака.
В результате клетки быстро погибают всего за четыре часа. Проведя еще несколько лет исследований, ученые надеются, что им удастся разработать новый метод лечения ранее неизлечимого рака.
Получив обнадеживающие результаты в контролируемой лабораторной культуре, Вайль, Нг и его коллеги хотят получить дальнейшее представление о том, как эти крошечные волоски препятствуют преобразованию кислорода в химическую энергию. При дальнейшем развитии эти наноструктуры могут быть использованы для управления другими клеточными процессами для лечения других серьезных заболеваний.
Авторы заключают: "Демонстрируя, что сложные клеточные функции могут быть решены исключительно путем формирования наноструктур с помощью контролируемых каскадных реакций и самосборки, мы представляем новый путь для решения грандиозных задач по открытию лекарств и синтетической биологии".