Платина против рака: как новый класс фотоокислителей может уменьшить опухоль на 89%
Существующие методы лечения рака, такие как химиотерапия, лучевая терапия и хирургическое вмешательство, имеют ряд недостатков: они могут повреждать здоровые ткани, вызывать серьезные побочные эффекты и не всегда эффективны против определенных типов опухолей. Поэтому ученые по всему миру ищут новые способы борьбы с раком, которые были бы более безопасными, целенаправленными и действенными.
Одним из таких способов является фотодинамическая терапия (ФДТ), которая использует свет и специальные вещества — фотосенсибилизаторы — для генерации активных форм кислорода, которые выборочно убивают раковые клетки. Фотосенсибилизаторы вводятся в организм пациента и избирательно накапливаются в опухоли или других пораженных тканях. Затем эти ткани облучают светом определенной длины волны, который активирует фотосенсибилизаторы. В результате происходит фотохимическая реакция, при которой молекулярный кислород превращается в синглетный кислород или образуются другие реактивные кислородные виды. Эти высокоактивные соединения повреждают клеточные мембраны, ДНК и другие биомолекулы раковых клеток, вызывая их гибель. Кроме того, фотодинамическая терапия может нарушать кровоснабжение опухоли, блокируя ее сосуды, а также стимулировать иммунную систему организма для борьбы с раком.
Фотодинамическая терапия имеет ряд преимуществ перед другими методами лечения рака. Она не требует хирургического вмешательства, не вызывает облучения или интоксикации организма, не оставляет шрамов или рубцов на коже, не повреждает здоровые ткани и может быть повторена несколько раз без потери эффективности. Однако у этого метода есть и свои ограничения. Один из них — необходимость наличия кислорода для генерации активных форм кислорода. Большинство солидных опухолей имеют гипоксическую (с низким содержанием кислорода) микросреду, которая снижает эффективность фотосенсибилизаторов. Кроме того, фотодинамическая терапия может быть применена только к тем областям тела, к которым можно подвести свет.
Ученые из Городского университета Гонконга придумали, как обойти эти ограничения. Они разработали новый класс фотоокислителей платины, которые могут быть активированы ближним инфракрасным излучением для прямого уничтожения рака без необходимости в кислороде. Платина (IV) или Pt (IV) — это пролекарство, то есть вещество, которое неактивно до тех пор, пока не попадет в раковые клетки. Там оно метаболизируется и превращается в платину (II) или Pt (II), которая обладает противораковым действием. Предыдущие исследования показали, что добавление переходных металлов, таких как платина, к фотосенсибилизаторам повышает их эффективность. Авторы нового исследования соединили комплексы Pt (IV) с органическими светочувствительными лигандами. Они обнаружили, что это приводит к фотоокислению с усилением металла. Это открытие привело их к разработке нового класса фотоокислителей Pt (IV), активируемых в ближнем инфракрасном диапазоне.
Ученые проверили эффективность нового соединения на мышах с опухолями. Они вводили им фотоокислитель внутривенно, а через четыре часа облучали их ближним инфракрасным светом. Оказалось, что это привело к уменьшению объема опухоли на 89% и уменьшению веса опухоли на 76%, что свидетельствует об эффекте подавления рака фотоокислителем Pt (IV). В то время как традиционные противораковые препараты на основе платины вызывают апоптоз (запрограммированную гибель) раковых клеток, новое соединение приводит к уникальной форме гибели клеток.
— Гуанъюй Чжу, автор исследования.
Новая фотоокислительная терапия платиной может стать перспективным направлением в лечении рака, так как она позволяет уничтожать опухолевые клетки без кислорода и без повреждения здоровых тканей. Кроме того, она может быть комбинирована с другими методами лечения рака для повышения их эффективности. Однако для того, чтобы перевести этот метод из лаборатории в клинику, необходимо провести дальнейшие исследования на животных и людях.
Одним из таких способов является фотодинамическая терапия (ФДТ), которая использует свет и специальные вещества — фотосенсибилизаторы — для генерации активных форм кислорода, которые выборочно убивают раковые клетки. Фотосенсибилизаторы вводятся в организм пациента и избирательно накапливаются в опухоли или других пораженных тканях. Затем эти ткани облучают светом определенной длины волны, который активирует фотосенсибилизаторы. В результате происходит фотохимическая реакция, при которой молекулярный кислород превращается в синглетный кислород или образуются другие реактивные кислородные виды. Эти высокоактивные соединения повреждают клеточные мембраны, ДНК и другие биомолекулы раковых клеток, вызывая их гибель. Кроме того, фотодинамическая терапия может нарушать кровоснабжение опухоли, блокируя ее сосуды, а также стимулировать иммунную систему организма для борьбы с раком.
Фотодинамическая терапия имеет ряд преимуществ перед другими методами лечения рака. Она не требует хирургического вмешательства, не вызывает облучения или интоксикации организма, не оставляет шрамов или рубцов на коже, не повреждает здоровые ткани и может быть повторена несколько раз без потери эффективности. Однако у этого метода есть и свои ограничения. Один из них — необходимость наличия кислорода для генерации активных форм кислорода. Большинство солидных опухолей имеют гипоксическую (с низким содержанием кислорода) микросреду, которая снижает эффективность фотосенсибилизаторов. Кроме того, фотодинамическая терапия может быть применена только к тем областям тела, к которым можно подвести свет.
Ученые из Городского университета Гонконга придумали, как обойти эти ограничения. Они разработали новый класс фотоокислителей платины, которые могут быть активированы ближним инфракрасным излучением для прямого уничтожения рака без необходимости в кислороде. Платина (IV) или Pt (IV) — это пролекарство, то есть вещество, которое неактивно до тех пор, пока не попадет в раковые клетки. Там оно метаболизируется и превращается в платину (II) или Pt (II), которая обладает противораковым действием. Предыдущие исследования показали, что добавление переходных металлов, таких как платина, к фотосенсибилизаторам повышает их эффективность. Авторы нового исследования соединили комплексы Pt (IV) с органическими светочувствительными лигандами. Они обнаружили, что это приводит к фотоокислению с усилением металла. Это открытие привело их к разработке нового класса фотоокислителей Pt (IV), активируемых в ближнем инфракрасном диапазоне.
Ученые проверили эффективность нового соединения на мышах с опухолями. Они вводили им фотоокислитель внутривенно, а через четыре часа облучали их ближним инфракрасным светом. Оказалось, что это привело к уменьшению объема опухоли на 89% и уменьшению веса опухоли на 76%, что свидетельствует об эффекте подавления рака фотоокислителем Pt (IV). В то время как традиционные противораковые препараты на основе платины вызывают апоптоз (запрограммированную гибель) раковых клеток, новое соединение приводит к уникальной форме гибели клеток.
Интересно, что мы обнаружили: «способ смерти» раковых клеток, индуцированный фотооксидантами Pt (IV), отличается от режима смерти любых других противораковых агентов. Уникальный способ разрушения раковых клеток был инициирован благодаря эффекту двойного действия: сильному внутриклеточному окислительному стрессу и снижению внутриклеточного значения pH
— Гуанъюй Чжу, автор исследования.
Новая фотоокислительная терапия платиной может стать перспективным направлением в лечении рака, так как она позволяет уничтожать опухолевые клетки без кислорода и без повреждения здоровых тканей. Кроме того, она может быть комбинирована с другими методами лечения рака для повышения их эффективности. Однако для того, чтобы перевести этот метод из лаборатории в клинику, необходимо провести дальнейшие исследования на животных и людях.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Где искать миллионы индейцев, погибших от оспы: новая теория может шокировать
Ученые доказали: могилы не пропали, их никто даже не копал. Но почему так произошло?...
Защитника замка словно пропустили через мясорубку: ученые воссоздали действие супероружия XIV века
Почему историки говорят, что это было даже не война, а технологическое шоу?...
Личность пророка Моисея, возможно, раскрыта: следы ведут к легендарной царице Египта
По словам историков, новое исследование собрало максимальное количество возможных доказательств...
Маяки на «космических батарейках»: почему советское наследие оказалось очень опасным?
Когда-то отечественные инженеры отлично справились со своей задачей, но за все в этой жизни нужно платить...
Марсианский детектив: аппарат разбил лазером камни на Красной планете и нашел внутри драгоценности
Почему ученые назвали это открытие огромным прорывом в планетологии?...
Удивительная суперспособность помогла человечеству пережить последний ледниковый период
Ученые говорят: древние люди даже не дрожали от холода. Но как это у них получалось?...
Разрушен миф о глупой птице-великане: что нашли ученые в черепе додо с Маврикия?
Сейчас наука считает: нелетающий голубь весом 15 килограмм был незаслуженно оболган. На самом деле, он был совсем другим...
Жизнь на Венере или хитрая афера: кому в 2020 году понадобилось запускать ракету на соседнюю планету?
Самое поразительное в этой истории то, что главный вопрос в ней так и остался открытым...
Проект A119: как Америка хотела бороться за мир во всем мире... ядерной бомбардировкой Луны
Почему же эта сверхамбициозная программа в итоге была отменена и что напугало в ней американских генералов?...
Небо зеленого цвета: почему ученые считали народы Севера «цветовыми инвалидами»?
И как так вышло, что сейчас у северян с цветовосприимчивостью все замечательно?...
На первом месте из 500: названы самые опасные в плане радиации профессии
С виду безобидные и престижные специальности оказались опаснее работы рядом с реактором или рентгеновским аппаратом...