Исследовательская группа Института биоорганической химии РАН под руководством член-корреспондента Сергея Михайловича Деева предлагает делать лекарства из набора частиц, подобно тому, как из конструктора LEGO мы создаем разные фигурки.

Терапия и диагностика сочетаются в новом медицинском подходе, получившем название тераностика. Успехами в этой области поделился С. М. Деев на форуме «Биомедицина-2016», проходящем в новосибирском Академгородке. Термин «тераностика» появился относительно недавно, в 2002 году. Греческие слова, из которых он состоит, отражают суть медицинского подхода: therapeia (лечение) и diagnostikos (способный распознавать). Это направление можно назвать бурно развивающимся: уже в 2015 году ему было посвящено более 2400 публикаций.

Тераностика подразумевает адресную доставку соединения (то есть воздействие препарата на клетки с определенным молекулярным портретом) и выявление на их поверхности специфических паталогических клеток, которые отличают их от здоровых. 

Одна из основных целей тераностики — поиск универсальных инструментов для лечения. Это необходимо, например, потому, что при онкологических заболеваниях раковые клетки мутируют быстро и подобранное лекарство перестает действовать. Диагностические и терапевтические комплексы желательно создавать из набора взаимодополняющих модулей. Это позволит оперативно менять состав препарата, то есть практически перейти к индивидуализированной медицине:

«Не придется каждый раз проходить долгий трудный путь и заново формировать соединения с помощью генной инженерии или химических преобразований — достаточно будет блоков, которые можно собирать, как конструктор LEGO», — объяснил С. М. Деев. 

Фото Екатерины Пустоляковой

Исследовательская группа под руководством С. М. Деева взяла в качестве основы для платформы два белка: барназу и барстар, создающие друг с другом прочный комплекс. Один из белков присоединяется к молекуле, которая ориентирована на поиск цели, например, антигена на раковой клетке, другой — к токсической, либо флуоресцентной молекуле или наночастице.  

По словам С. М. Деева, среди последних наиболее перспективными можно назвать магнитные. При накоплении в опухоли они выполняют терапевтическую функцию, их нагрев внешним электромагнитным полем может привести к уничтожению раковых клеток, к тому же у них есть возможность фокусировки в очаге заболевания. Ученые в лаборатории С. М. Деева создали мультифункциональные соединения, состоящие из магнитных частиц покрытых барназой, флуоресцентных — с барстаром, и антираковых мини-антител с барназой. 

Ученые уже использовали более десятка разных цитотоксических агентов и шесть типов наночастиц. В большинстве случаев комплекс барназа-барстар показал себя надежным модулем, позволяющим собирать самые разные варианты конструкций, а в одном агенте можно соединять разные по действию элементы. 

Основной проблемой была задержка наночастиц в организме:

«Мы поставили задачу попытаться создать биосовместимые частицы, которые можно вводить человеку», — рассказал С. М. Деев.

Опыты на животных показали, что правильно подобранные по размеру частицы за два месяца безопасно выводятся из организма.

Еще одно направление, над которым работают ученые — использование рибофлавина (витамина В2) для фотодинамической терапии. При облучении синим светом он генерирует активные радикалы кислорода, что убивает раковые клетки. Проблема в том, что проникновение синего света сквозь кожные покровы крайне неэффективно. Чтобы её решить, ученые используют нанофосфоры, которые под воздействием инфракрасного спектра, начинают испускать синий. Соответственно, соединение рибофлавина с такими наночастицами ведет к подавлению опухолей.  

«Подобные эксперименты открывают многие возможности. Насколько они скромны, а насколько многообещающи, покажет время, но это та область тераностики, которая сейчас переживает свое бурное развитие», — подвел итог С. М. Деев.