Как повысить безопасность химиотерапии рака?
Убить в организме пациента опухолевые клетки, сохранив при этом нормальные, – одна из сложнейших проблем в онкологии. Новым направлением, которое может повысить безопасность химиотерапии, является применение так называемых «фотостатинов»
Существует класс противоопухолевых химиотерапевтических препаратов, действие которых основано на подавлении деления клетки за счет нарушения образования микротрубочек, образующими веретено деления (эти препараты так и называют «ингибиторы веретена деления»). К этому классу относятся, например, палитаксел и алкалоиды барвинка – винбластин, винкристин и т.д. В процессе деления (митоза) клеточная ДНК удваивается и распределяется между двумя дочерними клетками. За это распределение как раз и отвечают микротрубочки: они прикрепляются к хромосомам и тянут их в разные стороны – так чтобы один набор хромосом переместился в один конец клетки, а второй – в другой. Если микротрубочки блокировать, клетка не может делиться и в конце концов умирает. Таким образом, химиопрепараты из группы ингибиторов веретена деления делают невозможным расхождение хромосом в процессе митоза и таким образом останавливают деление клетки на ранних стадиях. Однако проблема в том, что большинство ингибиторов веретена деления действуют как на раковые, так и на нормальные клетки, и могут вызывать тяжелые побочные эффекты.
Как добиться того, чтобы химиопрепарат работал только в клетках опухоли и не оказывал негативного воздействия на нормальные клетки? Помимо различных систем адресной доставки противораковых средств в опухоли, ученые занялись разработкой новой стратегии: активации/инактивации ингибиторов веретена деления под воздействием света определенной длины волны*. Они модифицировали один из ингибиторов веретена деления таким образом, что для его активации необходимо освещение зеленым, для дезактивации – синим светом (авторы используют для таких средств термин «фотостатины»).
На фотографии все раковые клетки в культуре in vitro обработаны одним препаратом, однако те, что внизу справа также были освещены зеленым светом, препарат активировался и разрушил микротрубочки. После воздействия синим светом препарат вновь утратил активность (см. видео). Такое «оптическое управление» позволяет многократно «включать» и «выключать» лекарство, находящееся в опухоли. При этом, воздействуя светом только на опухолевые клетки, можно добиться того, что препарат будет действовать только в них. Так, возможно, удастся избежать тяжелых побочных реакций, обычно сопровождающих химиотерапию рака.
«Фотостатины» удобно использовать, когда опухоль находится на поверхности, например, в коже. Для опухолей, находящихся глубже, планируется вживление в ткани на период терапии специальных светодиодов.
Читайте также: Союзники в борьбе с раком
Рак молочной железы: не прячем голову в песок
* Borowiak M, Nahaboo W, Reynders M, Nekolla K, et al. Photoswitchable Inhibitors of Microtubule Dynamics Optically Control Mitosis and Cell Death // Cell, 2015, V 162, N 2, pp 403–411, DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2015.06.049
На фото: опухолевые клетки, обработанные химиопрепаратом – ингибитором веретена деления; слева вверху – препарат неактивен, хорошо видны микротрубочки (зеленый цвет); справа внизу – препарат активирован зеленым светом, значительная часть микротрубочек разрушена; флуоресцентная микроскопия.
