Лечение онкологии: ученые изобрели новое средство лечения рака, состоящее из радиоактивных частиц и яда

Лечение онкологии: ученые изобрели новое средство лечения рака, состоящее из радиоактивных частиц и яда

  • Автор Андрей Васильевич Звягин
  • В Онкология
  • Опубликовано 19.03.2019
  • Нет комментариев

Лечение онкологии является для врачей одной из самых сложных задач. Ведь клетки раковой опухоли настолько похожи на остальные клетки организма, что они способны обманывать даже бдительную иммунную систему, которая «обучена» распознавать и убивать «чужаков». В современной медицине для лечения рака используются мощные яды, которые распространяются по всему организму. Но при их применении никогда невозможно предположить — погибнет от яда весь организм или только злокачественная опухоль.

До открытий в области иммунотерапии самым эффективным лечением рака считалась традиционная химиотерапия. Однако когда ее применяют для лечения рака, многие внутренние органы (сердце, печень, почки) страдают не меньше опухоли. И об этом хорошо известно всем онкологическим пациентам. Поэтому в данной статье не будет идти речь о стадиях лечения рака и методах лечения рака традиционными методами. Здесь мы расскажем о новейшем открытии российских ученых, которым удалось найти принципиально новое средство лечения рака .

Современное лечение рака: наночастицы и их возможности

Главная цель, которую сегодня преследуют многие врачи, нацеленные на лечение рака — терапия, позволяющая не только уменьшить побочные явления, но и таргетно (то есть прицельно) атаковать опухоль, не задевая здоровые органы. Российские ученые-онкологи Института молекулярной медицины МГМУ им. И.М. Сеченова изобрели нанопрепарат, который позволяет это сделать.

Комментарий эксперта:

Уже около 40 лет ученые всего мира активно старались внедрить нанотехнологии в онкологию. И наконец эти труды стали приносить результаты в медицинскую практику. Уже существуют разрешенные к клиническому применению для лечение онкологии нанопрепараты: их около 60 штук, и все они в данный момент проходят клинические испытания. Какие-то уже применяются на практике, какие-то уже скоро начнут применяться для лечения онкологии в России и в мире.

В чем суть нового метода лечения онкологии?

Рост раковой опухоли происходит очень быстро. Этот быстрый рост не дает новообразованию возможность создавать вокруг себя нормальные, «качественные» сосуды. Поэтому через опухоль проходят «некачественные» сосуды — с порами, пропускающими через свои стенки множество разных частиц. Ученые воспользовались этой возможностью и создали наночастицы особых размеров, которые могут пройти через «некачественные» сосуды опухоли, а через нормальные сосуды здоровых клеток — не могут. Такие наночастицы, к которым заранее прикрепляют лекарство для химиотерапии, начинают постепенно накапливаться в клетках опухоли. В результате аномальные клетки погибают, а здоровые остаются нетронутыми. Так была разработана принципиально новая методика лечения рака с помощью наночастиц. Однако это решение проблемы оказалось лишь частичным.

Комментарий эксперта:

Использование наночастиц для лечения рака оказалось далеко не идеальным, ведь «некачественные» сосуды пронизывают не только опухоль: в почках, селезенке и печени сосуды также являются пористыми. Конечно, если сравнивать традиционный подход к лечению химиотерапией и доставку ядов с помощью наночастиц, второй метод дает гораздо меньше побочных явлений. Однако нам хотелось найти более действенный и безопасный способ. В результате мы стали облучать инфракрасными лучами наночастицы, чтобы они могли быть видимыми, когда станут накапливаться в опухоли. Это позволило использовать светящиеся элементы не только в качестве метода лечения онкологии, но и для диагностики рака: теперь с помощью специального оптического прибора можно определить — где именно находится опухоль и определить ее границы.

Как обхитрить опухоль?

Онкологам известно, что опухоль обладает особой «хитростью» и умеет выстраивать оборону от химиотерапии — именно поэтому сложно создавать эффективные средства лечения рака. Наночастицы, созданные российскими учеными, показали, что умеют накапливаться по краям новообразования, а вот проникать внутрь для них оказалось сложной задачей: этому мешало сильное давление в ядре опухоли, которое не давало частицам выйти из сосудов. А ведь злокачественные клетки, находящиеся в ядре, еще и прекрасно умеют приспосабливаться к химиотерапии. Кроме того, они постоянно мутируют из-за нехватки кислорода и питания. Чтобы не дать клеткам опухоли привыкнуть к препаратам химиотерапии, лекарства для лечения рака часто меняют и комбинируют: если этого не делать, уже к третьему-пятому курсу ранее эффективные средства лечения рака потеряют свою эффективность. По этой причине онкологи стремятся уничтожить все злокачественные клетки за один курс препарата, предназначенного для лечения рака .

Современные онкологи решили пойти в своих исследованиях дальше. И в поиске нового метода лечения рака изобрели особый нанокристалл, в котором атом химического элемента иттрия заменили на его короткоживущий радиоактивный изотоп. При распаде этот изотоп испускает излучение, которое распространяется примерно на сантиметр от частицы. И ученым очень подошло такое обстоятельство, поскольку размер большинства опухолей соответствует примерно такой цифре. Поэтому, когда нанокристалл накапливается по краям новообразования, радиация все равно добирается до центра опухоли. Этот способ лечения рака ученые назвали «гибридной войной», подразумевая, что радиация обеспечивает «дальнобойное» действие.

Читать еще:  Рак почки 3 стадии лечение после операции

В результате на поверхность изобретенного нанокристалла была прикреплена особая биомолекула — этот препарат создали генные инженеры. Часть препарата состоит из мощного яда и создана для истребления близлежащих к нему клеток. А вторая часть представляет собой искусственное антитело, «обученное» прикрепляться только к раковым клеткам. При этом действие радиоактивного излучения позволяет убивать раковые клетки на расстоянии. Проводя первые испытания этого препарата, ученые были полны оптимизма и рассчитывали, что он сможет уничтожить около 34 всех раковых клеток. Однако эффект превзошел все ожидания испытателей, поскольку препарат оказался в 2000 раз эффективнее, чем они надеялись.

Зимой 2019 года команда Института молекулярной медицины МГМУ им. И.М. Сеченова получила грант на дальнейшие исследования, но уже в составе международного научного проекта в рамках программы БРИКС. И, конечно, на этот глобальный прорыв в медицине надеются многие пациенты, ожидающие новых методов лечения рака и новых безопасных препаратов.

  • Эксперт
  • Последние статьи
  • Обратная связь

Об эксперте: Андрей Васильевич Звягин

Заведующий отделом биомедицинской инженерии Института молекулярной медицины МГМУ им. И.М. Сеченова

Лечение рака: новейшие методы

«Во что вы вложили бы деньги, если бы собралась инвестировать? Может стоит вкладываться не в криптовалюты, а в лекарства от рака?»

Мы уже писали о том, как гены люциферазы пытаются встроить в геном растений и создать светящиеся растения, как в фильме «Аватар». В этой статье мы расскажем о возможности применения люциферазы и других инновационных технологиях, применяемых в диагностике и лечении онкологии.

1. Люминисценция. Метастазы рака заставляют светиться. Фотодинамическая терапия

Итак, ученые уже много лет проводят эксперименты не только над растениями. Свойства люциферазы и других генов, белков, ферментов или веществ (например, 5 – аминолевулиновой кислоты), способных давать люминисценцию активно исследуются для выявления новых методов диагностики и лечения рака уже более десяти лет.

Чем полезен «светящийся» рак:

    Флуоресцентные нанозонды. Сегодня большинство операций по удалению опухолей и метастазов очень травматичны, т.к. не всегда можно визуализировать, где заканчивается опухоль и начинается здоровая ткань. В 2017 году профессор химии Хайинь Лю (Haiying Liu) из Мичиганского технологического университета (Michigan Technological University) нашел способ заставить клетки светиться так, что рак в буквальном смысле стало видно. Благодаря антителам, которые крепятся только к раковым клеткам, злокачественные опухоли светятся в около-инфракрасном диапазоне — другие ткани светятся зеленым или синим цветом. Этот же метод может позволить хирургу убедиться, что все клетки опухоли действительно удалены и не был пропущен ни один метастаз.

​Помимо диагностики и лечения онкологии, разрабатываемые нанозонды могут применяться для диагностики других инфекционных, воспалительных, иммунных заболеваний и для адресной доставки лекарственных препаратов. Например, если вы заболели, вы принимаете антибиотики, которые накапливаются в тканях всего организма, убивая в том числе и полезные бактерии, негативно влияя на печень и другие внутренние органы. При помощи новых технологий лекарство будет доставляться только в участок инфекции или воспаления. Не влияя на здоровые ткани и органы. Российские и корейские ученые в Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ совместно с Пхоханским университетом науки и технологии уже работают в этом направлении.

Фотодинамическая терапия опухолей. Методика биолюминесцентного разрушения клеток рака, находящаяся в экспериментальной фазе. Она заключается в трансформации опухолевых клеток, так что они получают как фотосенсибилизирующий ген, так и «светящийся» ген люциферазы. Фотосенсибилизация реагирует на люминесценцию таким образом, ученые пытаются заставить раковые клетки совершить что-то вроде самоубийства.

В 2012 году нижегородские ученые запатентовали метод. Этот метод опробован на мышах. Возможно, этот метод получит широкое применение через несколько лет. Патент на этот метод был получен в 2012 году, а как показывает мировая практика, от разработки до внедрения метода в применение проходит около 10 лет. Исследования и диагностика. Здесь можно прочитать подробнее и посмотреть фотогорафии примеров использования люциферазы для визуализации раковых опухолей до и после облучения на лабораторных мышах (исследование белка и получение патента) http://www.niipfm.nizhgma.ru/bioimidjing/uspeh/

  • Подсветка раковых клеток при помощи вирусов-мутантов. Эндрю Браун и его команда создали генетически модифицированный вирус герпеса, который заражает только клетки опухоли. Этот вирус окружен клетками люциферазы, которая позволяет зараженной опухоли светится. Если метод докажет свою эффективность вирусы повсеместно будут применяться для визуализации опухоли вместо томографов.
  • 2. Генная терапия и вирусы

    Иммунитет человека может бороться с онкологией сам. Но почему же этого не происходит? Дело в том, что рак, маскируется под нормальные, здоровые клетки человека, поэтому иммунитет его не распознает. Например, у раковых клеток больных лейкемией на поверхности есть белок CD19, который маскирует злокачественные клетки под нормальные, и они остаются незамеченными для иммунитета человека. Ученые нашли способ добавить к лимфоцитам больных гены рецепторы CD19 и вернут измененные клетки в организм больных лейкемией при помощи обезвреженных ретровирусов, обладающих способностью встраиваться в ДНК человека. Потерявшие маскировку раковые клетки были атакованы модифицированными лимфоцитами. 90% испытуемых, больных тяжелой формой лейкемии пошли на поправку.

    Читать еще:  Выделение после лечения рака

    Лекарства для генной терапии в России тоже были придуманы. Например, препараты АнтионкоРАН-М и АнтионкоРАН-F, добавляют 2 гена: один убивает злокачественные клетки, а другой стимулирует иммунитет. На продолжение исследований нужно порядка 150 млн. рублей. Исполнительный директор компании-разработчика «Генная химия» Максим Кокшаров в интервью призывает вкладываться не в биткоин, а в лекарство от рака.

    Активно изучаются возможности использования вирусов для генной терапии:

    не вызывает защитного ответа в раковых клетках

    способен переносить длинные последовательности «встроенных» генов

    Современные вопросы молекулярной диагностики рака мочевого пузыря

    *Импакт фактор за 2018 г. по данным РИНЦ

    Журнал входит в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК.

    Читайте в новом номере

    Рак мочевого пузыря (РМП) является одним из наиболее часто встречающихся видов злокачественных заболеваний в структуре онкологической заболеваемости. Длительное время в связи с плохим пониманием корреляций между молекулярными и клиническими особенностями РМП лечение этой патологии было малоуспешным. Полученные данные свидетельствуют о том, что РМП включает в себя группу молекулярно-гетерогенных подтипов, которые отличаются многообразными терапевтическими ответами на различные варианты лечения. В последнее время удалось установить тесную связь между молекулярными подтипами РМП и его клинико-патологическими особенностями, что позволило разработать варианты терапевтических стратегий. В этом обзоре обобщается современное понимание молекулярной патологии РМП, включая его молекулярные биомаркеры и подтипы, которые были успешно идентифицированы с использованием высоких технологий; обсуждаются вопросы персонализации лечения пациентов с определенными молекулярными подтипами РМП.

    Ключевые слова: рак мочевого пузыря, экспрессия гена, мутация, APOBEC, молекулярно-патологическая эпидемиология, прецизионная медицина, Атлас ракового генома (TCGA), уроплакин, уротелиальная карцинома.

    Для цитирования: Дзидзария А.Г., Павлов А.Ю., Гафанов Р.А., Фастовец С.В., Кравцов И.Б. Современные вопросы молекулярной диагностики рака мочевого пузыря // РМЖ. 2019. №2. С. 56-60

    Current issues in molecular diagnostics of bladder cancer

    A.G. Dzidzaria, A.Yu. Pavlov, R.A. Gafanov, S.V. Fastovets, I.B. Kravtsov

    Russian Research Center of Radiology and Nuclear Medicine, Moscow

    Bladder cancer is one of the most common tumors in the structure of cancer incidence. For a long time, due to poor understanding of the correlations between its molecular and clinical features, there has been little success in treatment of this pathology. The data obtained showed that bladder cancer includes a group of molecular-heterogeneous subtypes, which, in the course of various treatment options, possessed diverse therapeutic responses. Recently, due to the close connection between the molecular subtypes of bladder cancer and clinical and pathological features, specific therapeutic strategies have been proposed. This review summarizes the current understanding of the molecular pathology of bladder cancer, including its molecular biomarkers and molecular subtypes, which have been successfully identified using high technology. Progress in understanding the personalization of treatment of specific molecular subtypes is also discussed.

    Keywords: bladder cancer, gene expression, mutation, APOBEC, molecular pathological epidemiology, precision medicine, the cancer genome atlas (TCGA), uroplakin, urothelial carcinoma.
    For citation: Dzidzaria A.G., Pavlov A.Yu., Gafanov R.A. et al. Current issues in molecular diagnostics of bladder cancer. RMJ. 2019;2:56–60.

    В обзоре обобщается современное понимание молекулярной патологии рака мочевого пузыря, обсуждаются вопросы персонализации лечения пациентов с определенными молекулярными подтипами рака мочевого пузыря.

    Введение

    Молекулярные биомаркеры и пути

    Мутационный спектр

    FGFR3/RAS путь

    PIK3/AKT/MTOR путь

    TP53/RB1 путь

    Молекулярный патогенез рака мочевого пузыря

    Молекулярные подтипы рака мочевого пузыря

    Немышечно-инвазивный рак мочевого пузыря

    Мышечно-инвазивный рак мочевого пузыря

    Молекулярные изменения и их терапевтическая значимость

    Заключение

    Только для зарегистрированных пользователей

    Что такое молекулярная медицина?

    «Молекулярная медицина призвана предсказать развитие болезней»

    Молекулярная медицина, которую называют медициной будущего, это одновременно и кардинально иной подход к поиску причин болезни и ее предупреждению, и новый взгляд на старые методы лечения. О возможностях молекулярной медицины рассказал «МедНовостям» директор Института молекулярной медицины Первого МГМУ им. И.М. Сеченова профессор Андрей Замятнин.


    Фото: пресс-служба Первого МГМУ

    – Что такое молекулярная медицина?

    – Молекулярная медицина – результат активного вовлечения новейших научных достижений в клиническую практику. Как известно, развитие медицины начиналось с наблюдения и описания болезней, применения первых «эмпирических» лекарств и изучение их пользы и вреда. То есть происходило накопление определенного опыта лечения. В XX веке этот процесс перешел в более научную стадию, когда начались попытки исследования дающих эффект применяемых методов и средств лечения. Уже можно было говорить о получении относительно статистически достоверных данных. Следующим этапом стали попытки поиска механизмов развития заболеваний.

    Серьезный прорыв произошел в конце XX века, когда начали активно формироваться новые направления науки: биохимия и молекулярная биология. Организм человека стал рассматриваться как некий взаимосвязанный механизм именно на молекулярном уровне. Выяснилось, что при развитии того или иного заболевания молекулярные процессы, присущие здоровому организму, претерпевают значительные изменения именно на уровне межмолекулярного взаимодействия. Таким образом, появилась идея управлять молекулярными взаимодействиями при патологических изменениях, направленно изменяя эти взаимодействия, чем и занимается молекулярная медицина.

    Читать еще:  Лечение рака не лекарственными средствами

    – Что понимается под термином «молекулярные маркеры» и какова их роль в диагностике и лечении?

    – Патологические изменения в клетке, в конечном счете, всегда приводят к какому-либо заболеванию. Поэтому так важно определить, что же именно произошло на молекулярном уровне: какие молекулы и как изменились. Эти молекулы и определяются термином «молекулярные маркеры», которые идентифицируются на уровне геномной ДНК, РНК и белков, и, по сути, являются маркерами заболеваний. Поиск и изучение механизма действия этих молекулярных маркеров и является главной задачей молекулярной медицины.

    На сегодняшний день известно, что во время развития какого-то заболевания может изменяться, например, количество определенного белка, могут появляться или пропадать определенные молекулы. Используя специальные методы, направленные на детекцию таких молекул, мы можем с высокой степенью вероятности говорить о типе развивающегося заболевания. При этом очень важно то, что изменения на молекулярном уровне зачастую происходят еще до проявления первых симптомов болезни. И это может быть использовано как для ранней, так и для превентивной (предупреждающей) диагностики. Например, еще при отсутствии жалоб у пациента уже можно определить риск появления определенного заболевания и степень опасности, а значит, предупредить его развитие.

    В частности, наличие специфических опухолевых маркеров может свидетельствовать о процессе зарождающейся опухоли, то есть еще до сколько-нибудь значимых проявлений опасного заболевания. С помощью методов молекулярной медицины можно обнаруживать эти маркеры, прогнозировать риск и сроки развития онкозаболевания и, следовательно, предпринимать соответствующие меры.

    – А как молекулярная медицина может помочь в этой «борьбе»?

    – Если говорить про онкологию, то ее принципиальная проблема заключается в том, что опухолевые клетки могут возникать в организме под действием различных (и не всегда очевидных) факторов. На сегодняшний день традиционными методами лечения онкозаболеваний являются хирургия, химио- и лучевая терапия, основными недостатками которых являются серьезные побочные эффекты. Поэтому для того, чтобы эффективно бороться с раком, нужно изучить, чем конкретная опухолевая клетка отличается от здоровой клетки конкретного человека. Таким образом и выявляются молекулярные маркеры, которые служат своеобразными сигналами «свой – чужой» (здоровая клетка-опухолевая клетка).

    А дальше подбираются соответствующие подходы к лечению. Например, существуют методы, которые как бы «заставляют» иммунную систему человека распознавать опухолевые клетки как чужеродные, а значит, настраивают организм на самостоятельную борьбу с ними. А так как каждая опухоль имеет определенное место локализации, и важно, чтобы лекарство оказывало свое действие непосредственно на пораженные клетки, молекулярные маркеры могут служить своеобразными мишенями при разработке лекарственных препаратов.

    – Это то, что называется «таргетными» препаратами?

    – Да. В переводе с английского языка «target» означает «цель», «мишень». С точки зрения современных подходов, любой препарат должен быть нацелен на воздействие на определенную молекулярную мишень. И такой мишенью во многих случаях могут быть молекулярные маркеры. Другой вопрос, что препараты, которые вроде бы нацелены на вполне конкретную мишень, могут воздействовать еще и на другие клетки со схожими мишенями, отчего возникают побочные эффекты. Поэтому важно находить наиболее специфические мишени и проводить тщательные исследования безопасности препаратов направленного действия («таргетных» препаратов).

    Еще одной проблемой при разработке препаратов направленного действия является наличие в организме человека защитных «перегородок». Это и клеточные мембраны, и гематоэнцефалический барьер, и иммуно-привилегированные зоны (мозг, нервная система, железы половой системы, глаза). В таких случаях важно, чтобы действующее вещество лекарства с помощью специальных молекул-«транспортировщиков» преодолевало такие барьеры и могло воздействовать на клетки-мишени.

    – А существуют «нераковые» молекулярные препараты?

    – Конечно, существуют. Абсолютно любая болезнь ведет к изменениям на молекулярном уровне, а, следовательно, для каждого заболевания можно выявить молекулярные маркеры, которые многое «расскажут» о заболевании, о степени и прогнозе его развития. Также можно выявить молекулярные мишени, воздействие на которые поможет скорректировать патологии, то есть встать на путь излечения. Это и есть основные предметы исследований для молекулярной медицины.

    Кроме того, молекулярная медицина – это, во многом, новый взгляд на ранее применяемые методы лечения. Например, в Китае сейчас активно проводятся программы идентификации действующих веществ из растений, которые тысячелетиями используются в рамках традиционной китайской медицины. То есть, если ранее просто использовали травяные экстракты, то сейчас состав этих же трав разбирается на молекулы для выявления действующего вещества, определяется его механизм действия и область применения. И в этом примере травы рассматриваются не как лекарство, а как источник лекарственных веществ в соответствии с принципами молекулярной медицины.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector