Ученые разработали новое, усиленное платиной, активируемое светом соединение. Оно убивает раковые клетки уникальным способом, не требуя кислорода. Препарат преодолевает ограничения существующих методов лечения рака на основе света. Это открытие может привести к разработке нового поколения противораковых препаратов.
Фотодинамическая терапия (ФДТ) включает введение агента-фотосенсибилизатора, который затем активируется световой энергией определенной длины волны, обычно лазером или светодиодом. Активация света генерирует активные формы кислорода (АФК), которые повреждают раковые клетки, запуская процесс апоптоза или запрограммированной гибели клеток.
Хотя ФДТ доказала эффективность в лечении рака, проблема заключается в том, что для генерации АФК требуется присутствие кислорода. Большинство солидных опухолей отличаются гипоксической (с низким содержанием кислорода) микросредой, и это снижает эффективность обычных фотосенсибилизаторов.
Чтобы преодолеть это ограничение, исследователи из Городского университета Гонконга разработали новый, усиленный платиной, активируемый светом агент, который эффективно убивает раковые клетки, не требуя кислорода.
Платина(IV) или Pt(IV) — пролекарство, а, значит, оно фармакологически неактивно до тех пор, пока не метаболизируется при попадании в раковые клетки. Предыдущие исследования показали, что добавление переходных металлов, таких как платина, к фотосенсибилизаторам повышает их эффективность. Авторы нового исследования конъюгировали 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 вводили новое соединение мышам с опухолями внутривенно. Четыре часа спустя они применили к мышам ближний инфракрасный свет (NIR), чтобы активировать фотооксиданты. Оказалось, это привело к уменьшению объема опухоли на 89% и уменьшению веса опухоли на 76%, что указывает на эффект ингибирования рака фотоокислителем Pt(IV). В то время как традиционные противораковые препараты на основе платины вызывают апоптоз раковых клеток, новое соединение приводит к уникальной форме гибели клеток.
«Интересно, что мы обнаружили, что “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», — объясняет Гуанъюй Чжу, автор исследования.
После того, как фотооксиданты Pt(IV), которые накопились в эндоплазматическом ретикулуме раковых клеток (центре синтеза и транспортировки белка) активировали NIR-светом, они окисляли биомолекулы внутри клеток, не требуя кислорода, производя АФК, перекиси липидов и протоны. АФК и перекиси липидов приводят к окислительным «взрывам», которые повреждают важные компоненты раковых клеток, а протоны снижают внутриклеточный pH, создавая неблагоприятную кислую микросреду.
Кроме того, исследователи заметили, что фотооксиданты Pt(IV) активировали иммунную систему мышей, рекрутируя и активируя иммунные клетки. По сравнению с контрольной группой после световой активации количество Т-хелперов увеличилось в семь раз, а количество цитотоксических Т-клеток — в 23 раза. Цитотоксические Т-клетки, или Т-киллеры, распознают и уничтожают раковые клетки напрямую, тогда как Т-хелперы помогают активировать цитотоксические Т-клетки.
Исследование опубликовано в журнале Nature Chemistry.
Читать далее:
С самой известной звездой в небе что-то происходит. Рассказываем главное
Российские химики разработали соединения, запускающие самоуничтожение раковых клеток
Ученый опроверг главное заблуждение насчет Луны
Обложка: rawpixel.com | Сведения о лицензии. Автор: rawpixel.com | Источник: rawpixel.com