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
Кто убивает итальянских волков: зоологи были потрясены кадрами с автоматической камеры
Трагический эпизод показал, что некоторые зоологические теории придется кардинально пересмотреть. У серых хищников есть неожиданные враги...
Почему Христос умер на кресте быстрее, чем разбойники: ученые объяснили эпизод из Нового Завета
Поразительно, но это был целый клубок событий, которые произошли в последние сутки до распятия...
Атомная катастрофа Гитлера: оказывается, немцы едва не устроили собственную Хиросиму еще в 1942 году
Почему громкая авария в лаборатории поставила жирный крест на мечтах Германии поработить всю планету?...
Американский «Чернобыль-80»: эта катастрофа едва не изменила всю историю США
Эксперты говорят: лишь счастливая случайность не позволила взорваться заряду в 600 (!) раз мощнее хиросимской бомбы...
300-летний секрет «золотых» скрипок Страдивари наконец-то разгадан?
И почему ученые в поисках тайны забрели в отдаленную долину в самом сердце Итальянских Альп?...
Самая запрещенная русская сказка: почему «Курочку Рябу» не любили ни цари, ни руководители СССР?
Чтобы эту историю можно было рассказывать советским детям, ее сюжет пришлось изменить самым радикальным образом. Но, может быть, это и к лучшему...
80 лет без Звезды Героя: почему офицер, поставивший Знамя Победы, не получил заслуженную награду при жизни?
Только указ Президента России смог исправить одну из самых вопиющих несправедливостей в советской истории...
«Кровавая» история водопада Блад-Фоллс: почему ученые сравнивают это место с Марсом?
Эта антарктическая аномалия больше века не давала покоя исследователям, но в 2018 году завеса тайны все же приоткрылась...
Каменный топор со дна реки может переписать древнейшую историю Сибири
По словам ученых, получился отличный научный детектив: добыча золота, артефакт бронзового века, забытая цивилизация...
Почему на Иран обрушился черный дождь и насколько он опасен?
Экологи говорят: агрессивные действия США и Израиля поставили под угрозу здоровье миллионов людей по всей планете...
Гениальное ДНК-«мошенничество»: ученые раскрыли секрет рыбы, которая плевать хотела на главные законы биологии
100 000 лет успешного клонирования: амазонская моллинезия просто... копирует себя. И при этом удивительно успешно ремонтируют поврежденные гены, насмехаясь над...
Очередной миф Николая Карамзина полностью развеян российскими археологами
Оказалось, что Иван Грозный не убивал супругу своего младшего брата. Напротив, с княгиней Ульянией Углицкой случалась куда более таинственная и запутанная...