Ученые Университета Лобачевского совместно с австралийскими коллегами разработали и сконструировали сложные противоопухолевые молекулярные комплексы, состоящие из светящихся (люминесценция) наночастиц, содержащих в своём составе радиоактивный изотоп иттрий-90 (радиация, излучение) и белковые молекулы, состоящие из двух частей – направляющей части, которая избирательно связывается с опухолевыми клетками, и токсической части, которая представляет собой токсин бактериальной природы.

Нанокомплексы собираются на основе биосовместимых фотолюминесцентных наночастиц (нанофосфóров), что позволяет проводить их визуализацию оптическими методами. Фотолюминесценция нанофосфоров возбуждается инфракрасным светом, способным глубоко проникать в живые ткани, не повреждая их.

Покрытие частиц специальной неорганической или органической оболочкой позволяет им сохранять свои свойства при введении в организм, а также делает возможным присоединение внешних белковых модулей. Внешними направляющими модулями в составе нанокомплексов могут быть антитела или специально сконструированные белки. Они позволяют осуществлять адресную доставку всего нанокомплекса к месту назначения – опухолевой клетке.

Ведущий ученый лаборатории оптической тераностики Института биологии и биомедицины ННГУ им. Н.И. Лобачевского, руководитель исследовательской группы, профессор Университета Маккуори (Австралия) Андрей Звягин: «Создаваемые нами нанокомплексы приобретают способность специфично присоединяться к опухолевым клеткам, позволяют прижизненно визуализировать опухолевые очаги и оказывать на них направленное воздействие».

Включение в состав комплексов различных терапевтических модулей, в частности, радиоактивного иттрия-90, позволяет учёным создавать адресные радиофармпрепараты, и другие агенты для сочетанной терапии опухолей.

«Нам удалось не только собрать эти компоненты в единый комплекс, но и доказать, что он работает в экспериментах на опухолевых клетках и животных-опухоленосителях», – продолжает Андрей Звягин.

По словам заведующего кафедрой биофизики ННГУ профессора Владимира Воденева, практическое значение данного исследования нельзя переоценить, поскольку огромная социальная значимость борьбы с онкологическими заболеваниями на сегодняшний день не вызывает сомнений.

«Разрабатываемые нами соединения – многофункциональные люминесцентные тераностические комплексы на основе радиоактивных люминесцентных нанофосфоров и токсинов бактериальной природы – в недалёком будущем смогут стать основой для нового подхода к лечению онкологических заболеваний – персонализированной медицине с применением тераностических агентов, которые способны не только выявить размеры и расположение патологического очага, но прицельно уничтожить его, не затронув здоровые ткани организма», – подчеркнул Владимир Воденеев.

«В исследовании, – продолжает научный сотрудник лаборатории оптической тераностики ИББМ ННГУ Наталья Шилягина, – активно используются самые современные методы химии и радиохимии, генной инженерии, технологии работы с человеческими опухолевыми клетками и методы работы с модельными животными с привитыми опухолевыми клетками человека, физические методы визуализации».

Также учёные ННГУ в своей работе тесно сотрудничают с лабораторией «Дистанционно управляемые системы для тераностики» Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского.

«Вместе с научными сотрудниками этой лаборатории мы создаем частицы, состоящие из субмикронных (очень маленьких) частиц карбоната кальция (мел) с загруженным в них противоопухолевым агентом, такая конструкция позволяет уменьшить количество вводимого действующего лекарства благодаря избирательной доставке его в опухоль, минуя накопление в здоровых органах и тканях», – отмечает Наталья Шилягина.

В настоящий момент учёными ННГУ получен патент на изобретение, впереди – проведение доклинических исследований на большой группе лабораторных животных, после чего, в случае успешных результатов, станет возможной регистрация препарата с целью внедрения в российскую и зарубежную клиническую практику. Результаты исследований нашли отражение в высокорейтинговых международных научных публикациях и были поддержаны несколькими крупными государственными грантами, включая «мегагрант», выделяемый для поддержки научных исследований под руководством ведущих ученых в рамках Постановления №220 Правительства РФ. Данные исследования биофизиков ННГУ являются одними из приоритетных. В декабре 2018 года учёные отмечают полувековой юбилей со дня начала первых исследований в рамках данного научного направления в стенах Нижегородского университета.