Японские ученые из Университета Хоккайдо представили новый подход к разработке противораковых препаратов. Объединенная группа биологов и химиков создала гидрогель, который имитирует поведение живого организма и превращает раковые клетки обратно в стволовые. По словам ученых, новый материал будет использован для изучения устойчивых клеток, разработки новых методов лечения и производства индивидуальных лекарств, нацеленных на раковые стволовые клетки.

Как сообщает New Atlas, главная проблема в борьбе с раковыми стволовыми клетками (РСК) заключается в том, что они устойчивы к химиотерапии и лучевой терапии, и могут привести к рецидиву рака в будущем. При этом их сложно обнаружить — современные методы лечения не способны точно определить все очаги заболевания. Однако подход японских ученых обещает вывести существующие методы лечения на новый уровень — созданный ими гидрогель быстро перепрограммирует РСК в обычные стволовые клетки и позволяет изучить базовые механизмы развития онкологических заболеваний.

«Раковые стволовые клетки — это основная мишень для противораковых препаратов, но их трудно идентифицировать, потому что они присутствуют в очень малых количествах в раковых тканях. Понимание молекулярных механизмов раковых стволовых клеток играет важную роль в разработке более эффективных методов лечения рака», — объяснил профессор Шинья Танака, руководящий исследованием Университета Хоккайдо.

В ходе исследования гель DN успешно перепрограммировал РСК в обычные стволовые клетки в шести различных линиях — раке мозга, матки, легких, толстой кишки, мочевого пузыря и саркоме. После того, как раковые клетки были помещены в гель DN, они начали формировать сферические структуры и продуцировать специфические молекулы — маркеры раковых стволовых клеток, такие как SOX2 и Oct¾, известные как факторы Яманака.

Серия перепрограммирования клеток заняла у гидрогеля всего 24 часа. Авторы эксперимента заявили, что в долгосрочной перспективе принцип работы гидрогеля может быть перенесена на реальные препараты для лечения раковых заболеваний.

Помимо подтвержденной теории, в процессе перепрограммирования клеток ученые также раскрыли некоторые молекулярные механизмы, которые могут быть использованы в борьбе с онкологическими заболеваниями.

Они обнаружили, что рецепторы кальциевых каналов и белок остеопонтин необходимы для индукции раковых стволовых клеток. Кроме того, гидрогель показал, что раковые клетки мозга пациента — воссозданного с помощью DN — вырабатывают рецепторы, называемые рецепторами тромбоцитарного фактора роста.

Последнее открытие оказалось наиболее важным — используя молекулярный ингибитор этих рецепторов, ученые смогли нацелиться и полностью уничтожить раковые стволовые клетки на имитационной модели. Таким образом новый подход может быть использован не только для лечения опухолей, но и для борьбы с потенциальными рецидивами.

«В ближайшем будущем гель DN можно будет использовать для улучшения диагностики типов раковых клеток и для производства персонализированных лекарств, которые улучшат прогнозы для больных раком», — заявил Танака.