Российские ученые разработали новое соединение для лечения агрессивных опухолей

© iStock

Команда российских исследователей синтезировала новое соединение для бор-нейтронозахватной терапии — метода лечения тяжелых форм рака с помощью изотопа бора-10. Препарат малотоксичен, хорошо растворяется в воде и не требует введения больших объемов препарата. Самое важное — действующее вещество попадает в опухоль, практически не затрагивая здоровые ткани организма. Исследование было опубликовано в International Journal of Molecular Sciences накануне Всемирного дня борьбы с онкологией, который ежегодно отмечается 4 февраля.

Бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ) — это метод лечения тяжелых форм рака, основанный на свойствах изотопа бора-10. Его суть в том, чтобы сначала «зарядить» опухолевые клетки бором-10, а затем облучить их тепловыми нейтронами. Это вызывает ядерную реакцию, которая точечно уничтожает раковые клетки, почти не затрагивая здоровые ткани. Поэтому успех терапии во многом зависит от того, насколько хорошо соединение, содержащее изотоп, способно доставить бор-10 в опухоль и удерживать его там в нужной концентрации.

Команда ученых факультета химии Высшей школы экономики, Института общей и неорганической химии РАН и НМИЦ онкологии имени Н.Н. Блохина разработала три соединения. Они сочетают анион клозо-додекабората с аминокислотами, содержащими аминогруппы в боковой цепи. Молекулы структурно похожи на естественные аминокислоты и благодаря этому «обманывают» транспортные системы организма, которые захватывают молекулы и переносят их в клетки, включая раковые. Это делает вещество эффективным для нацеливания на опухоли, где оно накапливается. 

Рисунок 1. Структура полученного соединения

© Высшая школа экономики

Одно из соединений продемонстрировало низкую токсичность: полулетальная доза, или LD50, для подопытных животных находилась в диапазоне 150–300 мг на каждый килограмм массы тела. В экспериментах соединение не только показало способность накапливать бор в опухолевых тканях, но и подтвердило свою эффективность на животных. Спустя 45 минут после введения препарата концентрация бора в опухолевых клетках мышей с меланомой была в шесть раз выше, чем в здоровых тканях.

Соединение может принимать две формы в зависимости от уровня pH. Первая форма — натриевая соль, которая хорошо растворяется в воде в условиях, близких к физиологическим. Это делает ее удобной для использования в терапии. Вторая форма возникает при подкислении: соединение превращается в нерастворимую внутреннюю соль. Она удобна для получения продукта медицинской чистоты на этапах синтеза, выделения и очистки.

Маргарита Рябчикова

«Задачей исследования было снизить токсичность и упростить процесс очистки соединений, опираясь на данные предыдущих работ. В результате удалось синтезировать три новых соединения. Одно из них продемонстрировало оптимальные характеристики: оно не вызывает серьезных побочных эффектов при внутривенном введении и при этом хорошо растворяется в воде, что выгодно отличает его от существующих препаратов для терапии, — отмечает автор исследования, студентка 3-го курса факультета химии НИУ ВШЭ Маргарита Рябчикова. — Мы стремились не только к высокой эффективности, но и к удобству производства. Разработанный метод можно легко масштабировать для получения нужных объемов продукта, при этом он останется экономически выгодным».

Исследование показало, что новое соединение лучше накапливается в тканях некоторых типов опухолей по сравнению с применяемым сейчас препаратом. Это важный этап создания более безопасной и доступной терапии. Исследование находится на ранней стадии, но разработка способна значительно улучшить результаты лечения онкологии, а также расширить возможности бор-нейтронозахватной терапии для борьбы с различными видами опухолей.