Недавно созданная в Сан-Франциско компания Omniox утверждает, что разрабатываемые ей белки-переносчики кислорода позволят повысить эффективность радиотерапии рака примерно в 50% случаев.

Опухолевые клетки делятся быстрее, чем формируются снабжающие опухоль кровью сосуды, поэтому в большинстве опухолей имеются зоны гипоксии (дефицита кислорода). Наличие таких зон обеспечивает устойчивость примерно 50% раковых опухолей к традиционно используемой для их лечения радиотерапии. Попадая в опухоль радиоактивное излучение запускает процесс формирования повреждающих клетки свободных радикалов (активных форм кислорода). Однако в отсутствие кислорода вызываемые этими радикалами цепные окислительные реакции быстро затухают и не вызывают желаемого эффекта.

Рис. 1. Кислородная карта. На рисунке изображены ноги мыши, левая нога увеличена за счет опухоли, регионы гипоксии которой обозначены голубым цветом.

Ученые уже более 50 лет занимаются поисками метода насыщения опухолей кислородом. Вдыхание обогащенного кислородом воздуха перед процедурой радиотерапии не имело никакого эффекта, а разработка молекул, способных доставить кислород в опухоль, оказалась очень сложной задачей. Искусственные белки-аналоги природного переносчика кислорода – гемоглобина – в комплексе с кислородом очень активны и при попадании в кровь быстро разрушаются в результате реакции с оксидом азота. Другие потенциальные переносчики либо слишком сильно удерживают кислород, либо высвобождают его, не достигнув цели.

Для решения этой проблемы исследователи с помощью компьютерной программы проанализировали геномную базу данных и идентифицировали группу белков одноклеточных организмов, имеющих центры связывания кислорода, сходные с активными центрами гемоглобина, но не реагирующих с оксидом азота. Небольшие изменения последовательностей этих белков позволили ученым регулировать силу их связывания с кислородом и получить модификации, высвобождающие кислород только в условиях его низкой концентрации в окружающей среде, т.е. в зонах гипоксии.

На сегодняшний день специалисты Omniox уже продемонстрировали способность своих белков накапливаться в опухолях живых зверей и локально повышать концентрацию кислорода. В рамках исследования, проводимого в настоящее время, разработчики занимаются выявлением наиболее подходящего для использования в клинической практике белка-переносчика, определением оптимального режима его введения и выявлением возможных иммунных реакций, а также доказательством эффективности предлагаемого подхода. В случае получения обнадеживающих результатов в 2013 году они планируют начать клинические исследования.