Известно, что рентгеновские лучи проникают в глубокие ткани организма, поэтому их используют для лучевой терапии рака. В то время как лучевая терапия использует рентгеновские лучи для повреждения ДНК опухолевых клеток, убивая их, фотодинамическая терапия использует другой метод для достижения того же результата. Фотоны лазерных лучей используются для возбуждения светореактивных молекул, называемых фотосенсибилизаторами, которые были помещены в опухоли, заставляя их вырабатывать свободные радикалы, убивающие рак.
Оба подхода к лечению имеют свои недостатки. Лучевая терапия может повредить здоровые клетки рядом с опухолью, что приводит к таким побочным эффектам, как тошнота и выпадение волос, а фотодинамическая терапия не может достичь глубоких опухолей. В новом исследовании, проведенном Наньянским технологическим университетом Сингапура (NTU Singapore), исследователи использовали комбинацию радио- и фотодинамической терапии, известную как радиодинамическая терапия, для избирательного нацеливания и уничтожения опухолевых клеток головного мозга.
Терапия основана на новом соединении, называемом «молекулярный радиодинамический зонд послесвечения» или MRAP, состоящем из биохимических веществ и йода. Соединения, обычно используемые в радиодинамической терапии, содержат тяжелые металлы, которые могут вызывать повреждение клеток; MRAP не содержат тяжелых металлов. Их вводят непосредственно в опухоль и активируют рентгеновскими лучами в дозе, намного меньшей, чем та, которая используется в существующей лучевой терапии. Важно отметить, что они активируются только в присутствии фермента катепсина B (CatB), который, как известно, активируется в раковых клетках и играет роль в росте и прогрессировании опухоли. При активации MRAP производят яркое «послесвечение» в ближнем инфракрасном диапазоне, генерируя разрушающие рак свободные радикалы.
Исследователи протестировали лечение на мышиных моделях рака головного мозга, в частности, глиобластомы, быстрорастущей опухоли, которая у людей имеет один из самых низких показателей выживаемости среди всех видов рака. Опухоли, которым вводили MRAP, были облучены дозой рентгеновского излучения, более чем в шесть раз меньшей, чем обычно используемая. После лечения опухоли перестали расти, а обработанные мыши жили в два раза дольше, чем необработанные. Более того, исследователи обнаружили, что MRAP не производят свободные радикалы в здоровых клетках, поэтому не вызывают побочных эффектов. Также не было никаких признаков повреждения тканей или потери веса. Соединения MRAP в конечном итоге выводились с мочой и фекалиями животных.
«Мы использовали очень низкие дозы рентгеновского излучения и MRAP, убивающие рак», — сказал профессор Пу Каньи из Школы химии и химии Сингапурского технического университета. Инженерия и биотехнология, а также старший и сокорреспондент исследования. «Кроме того, противораковые соединения были активны только в опухоли головного мозга, а не в здоровых клетках. Поэтому мы ожидаем, что наш метод лечения будет более безопасным и будет иметь меньше побочных эффектов, чем существующие».
Исследователи продолжат оценивать безопасность и эффективность MRAP на более крупных доклинических моделях, прежде чем приступить к испытаниям на людях. Они также работают над улучшением способности MRAP воздействовать на раковые клетки и добавлением способности укреплять иммунную систему, чтобы помочь организму бороться с рецидивом рака.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Materials.
