Три основных метода лечения рака (хирургия, облучение и химиотерапия) являются основой современной клинической онкологии. Но новый подход – фотоиммунотерапия – использующий термочувствительный флуоресцентный краситель, моноклональные антитела и ближнее ИК-излучение, может, в конечном итоге, прийти на смену стандартной химиотерапии.

Опухоль на правой стороне тела мыши
до (верхний снимок) и после лечения
методом фотоиммунотерапии.
(Фото: Hisataka Kobayashi, NCI)

На протяжении более чем двух десятилетий ученые и инженеры пытаются разработать методы противораковой терапии, в основе которых лежит активация светом, или фотоактивация, которые могли бы заменить стандартную химиотерапию – эффективную, но обладающую серьезными отрицательными побочными эффектами. Кроме того, целью исследователей является сделать эти методы ориентированными только на раковые клетки.

Ученые из Национального института рака (National Cancer Institute), США, нашли возможное решение, включающее в себя сочетание специфических для раковых клеток антител с термочувствительным флуоресцентным красителем. Сам краситель не обладает токсичностью, но при облучении светом ближнего инфракрасного диапазона он нагревается и по существу выжигает маленькое отверстие в мембране раковой клетки, убивая ее. Массовая гибель раковых клеток происходит непосредственно после облучения.

Для таргетинга опухолевых клеток ученые использовали моноклональные антитела, связывающиеся с белками, гиперэкспрессирующимися на раковых клетках.

«Нормальные клетки могут иметь сотни копий этих антител, а раковые клетки – миллионы копий. Это большая разница», – объясняет Хисатака Кобаяши (Hisataka Kobayashi), MD, PhD, ведущий автор статьи о новом методе, опубликованной в журнале Nature Medicine.

В результате только раковые клетки проявляют чувствительность к фотоактивируемому каскаду событий.

Помимо того, что конъюгаты моноклональных антител и красителя наиболее эффективны при взаимодействии с клеточной мембраной, они не проявляют токсичности при облучении, если не связаны с ней, что говорит о принципиальном отличии фотоиммунотерапии от традиционной фотодинамической терапии.

Краситель, используемый в этом исследовании (IR700), имеет еще одно преимущество – он светится. Это позволяет врачам следить за ходом и результатами лечения с помощью флуоресцентной визуализации. У мышей флуоресценция опухолевых клеток заметно снижалась через день после облучения ближним ИК-светом. Доктор Кобаяши считает, что этот подход может оказаться полезным и в качестве вспомогательной терапии, позволяя хирургам помечать раковые клетки, которые могут остаться после удаления опухоли.

«Это может помочь удались опухолевые клетки, до которых хирургам трудно добраться», – говорит он.

Доктор Кобаяши и его коллеги протестировали новый метод лечения на мышах и получили данные, подтверждающие снижение роста опухолей и увеличение выживаемости животных.

Тем не менее, существует несколько проблем, которые должны быть решены, прежде чем систему можно будет использовать в клинических условиях для лечения пациентов. Например, ученые не смогли протестировать эффект, получаемый при лечении больших опухолей, так как одновременная гибель слишком большого количества клеток вызывала у мышей сердечно-сосудистые проблемы. Поиск пригодных маркеров раковых клеток, антитела к которым нужны для связывания с флуоресцентным красителем, также может оказаться трудной задачей. Так, белок HER-2, один из белков, являвшихся мишенью в этом исследовании, экспрессируется только на 40 процентах клеток рака молочной железы человека.

Однако огромным преимуществом этого метода является отсутствие токсичности, считает химик из Вирджинского политехнического института (Virginia Polytechnic Institute) Карен Бревер (Karen Brewer), также занимающаяся фотоактивируемой противораковой терапией.

«Что интересно в этом исследовании, это сочетание традиционных методов таргетинга раковых клеток с фотоактивируемой терапией», – комментирует она исследование коллег. «Это действительно правильное направление в этой области».

Аннотация к статье

Cancer cell–selective in vivo near infrared photoimmunotherapy targeting specific membrane molecules