Научные достижения химического факультета
Химики МГУ улучшили точность действия платиновых противораковых препаратов
Сотрудники кафедры
органической химии Химического факультета МГУ совместно с коллегами из
Национального исследовательского технологического университета "МИСиС"
исследовали проникновение нового пролекарства в модель опухоли. С помощью
электрохимических измерений в режиме реального времени ученые доказали
возможность получения противоракового препарата на основе платины с тонко
настраиваемым комплексом свойств. Работа опубликована
в журнале Inorganic Chemistry.
Препараты на основе платины
активно используются в химиотерапии онкологических заболеваний. Они очень
эффективны. Однако точность попадания платиновых препаратов невелика – часто их
целью становятся здоровые клетки, что вызывает нежелательные побочные эффекты. Поэтому
перед учеными стоит глобальная задача поиска более эффективной альтернативы
платиновым лекарствам. Один из вариантов – создание на основе платины
пролекарства – вещества, не активного в самостоятельной форме, но способного
активироваться в особых условиях.
"В качестве пролекарства мы
использовали соединение платины в высокой степени окисления, – рассказал
соавтор работы, аспирант Даниил
Спектор. – Такой комплекс сам по себе не обладает токсичностью к клеткам. А
при попадании в клетку он восстанавливается и приобретает противоопухолевую
активность. В клетке присутствует огромное количество разных восстановителей.
Так мы можем направить действие лекарства в нужную область".
Большое количество
восстановителей приводит к тому, что в массиве опухоли снижено содержание
кислорода. Многие противораковые препараты в таких условиях перестают работать.
Поэтому ученые выбрали в качестве окружающих платину молекул антибиотик
метронидазол. Он, наоборот, концентрируется в областях с пониженным содержанием
кислорода.
"Для проверки действия препаратов
мы совместно с коллегами из НИТУ "МИСиС" применили метод на основе
наноэлектрода, – рассказал Даниил Спектор. – С помощью
электрода микронного размера нам удалось отследить протекание различных
окислительно-восстановительных процессов в клетке в режиме реального времени.
Мы использовали трехмерные опухолевые культуры, по некоторым свойствам похожие
на реальные опухоли. В частности, они обладают пониженным содержанием кислорода
в самом центре. Опуская электрод, мы определили содержание лекарства на разной
глубине. Оказалось, что наш комплекс с метронидазолом действительно проникает
вглубь лучше пролекарств сравнения и цисплатина – основного на данный момент
платинового противоопухолевого препарата. Это именно то, чего мы хотели
добиться – создать комплекс, который способен накапливаться в определенных
областях и действовать именно там".
При изучении реакции клеток на
препарат выяснилось, что комплекс с метронидазолом распадается не за часы, как
комплексы сравнения, а более чем за сутки. Медленный распад дает лекарству
время для нахождения раковой клетки, что улучшает направленность его действия.
"Данное направление можно развить
большим количеством способов, – рассказал о дальнейших направлениях работы
Даниил Спектор. – Можно изменить или улучшить окружающие платину молекулы,
сделать их еще более чувствительными к областям с низким содержанием кислорода.
Возможность тонко настраивать активность платинового лекарства через изменение
свойств окружающих молекул – это большое преимущество, и его надо
использовать".
Ссылка на статью:
Daniil V. Spector, Alexander S. Erofeev, Petr V. Gorelkin, Alexander N. Vaneev, Roman A. Akasov, Nikolay V. Ul’yanovskiy, Vita N. Nikitina, Alevtina S. Semkina, Kseniya Yu Vlasova, Mikhail A. Soldatov, Alexander L. Trigub, Dmitry A. Skvortsov, Alexander V. Finko, Nikolay V. Zyk, Dmitry A. Sakharov, Alexander G. Majouga, Elena K. Beloglazkina, and Olga O. Krasnovskaya
Electrochemical Detection of a Novel Pt(IV) Prodrug with the Metronidazole Axial Ligand in the Hypoxic Area
Inorganic Chemistry 2022 61 (37), 14705-14717
https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.2c02062
