Ученые из RIKEN в Японии разработали метод лечения различных видов рака, вызывая альфа-излучение в раковых клетках, убивая их, оставляя здоровые ткани неповрежденными. Этот подход, проверенный на мышах, значительно уменьшил рост опухоли и обеспечил 100% выживаемость. Он использует склонность раковых клеток накапливать соединение под названием акролеин и вводит молекулу астатина-211, которая при распаде испускает альфа-излучение. Следующий шаг предполагает переход к клиническим испытаниям на людях.
Исследователи во главе с Кацунори Танака из Кластера новаторских исследований RIKEN (CPR) в Японии и Хиромицу Хаба из Центра ускорительных исследований RIKEN Nishina (RNC) разработали новую методику, которая потенциально способна лечить несколько видов рака с меньшим количеством негативных побочных эффектов, чем доступные в настоящее время методы. Опубликовано 27 июня в журнале Химическая наукаэкспериментальное исследование показало, что опухоли у мышей росли почти в три раза меньше, а выживаемость составляла 100% после всего лишь одной инъекции соединения, которое предназначено для испускания небольшого количества альфа-излучения изнутри раковых клеток, таким образом убивая их, но сохраняя здоровые ткани.
Побочные эффекты стандартной химиотерапии и лучевой терапии могут быть разрушительными, а уничтожение всех раковых клеток не гарантируется, особенно когда рак уже дал метастазы и распространился по всему телу. Таким образом, цель большинства исследований в наши дни — найти способ целенаправленно воздействовать на раковые клетки, чтобы лечение воздействовало только на опухоли. Некоторые таргетные методы лечения существуют, но их нельзя применять ко всем видам рака. «Одним из величайших преимуществ нашего нового метода, — говорит Танака, — является то, что его можно использовать для лечения многих видов рака без каких-либо целевых векторов, таких как антитела или пептиды».
Использование меченного 211At-радиоактивным веществом 2,6-диизопропилфенилазида (ADIPA) для направленной терапии альфа-частицами (ТАТ). 1 кредит
Новый метод основан на базовой химии и том факте, что соединение под названием акролеин накапливается в раковых клетках. Несколько лет назад команда Танаки использовала аналогичную технику для обнаружения отдельных клеток рака молочной железы. Они присоединили флуоресцентное соединение к определенному типу азида — органической молекуле с группой из трех атомов азота (N3) на конце. Когда азид и акролеин встречаются внутри раковой клетки, они вступают в реакцию, и флуоресцентное соединение прикрепляется к структурам внутри раковой клетки. Поскольку акролеин почти отсутствует в здоровых клетках, этот метод действовал как зонд для выявления раковых клеток в организме.
В новом исследовании, вместо того, чтобы просто обнаруживать раковые клетки, команда нацелила эти клетки на уничтожение. Логика была довольно проста. Вместо того, чтобы присоединить азид к флуоресцентному соединению, они прикрепили его к чему-то, что может убить клетку, не повреждая окружающие клетки. Они решили работать с астатом-211, радионуклидом, который при распаде испускает небольшое количество радиации в виде альфа-частиц. По сравнению с другими формами лучевой терапии альфа-частицы немного более смертоносны, но они могут перемещаться только на одну двадцатую миллиметра и могут быть остановлены листом бумаги. Теоретически, когда астат-211 закрепляется внутри раковой клетки, испускаемые альфа-частицы должны повреждать раковую клетку, но не намного дальше.
Как только команда выяснила, как лучше всего прикрепить астат-211 к азидному зонду, они смогли провести экспериментальный эксперимент, чтобы проверить свою теорию. Они имплантировали клетки опухоли легкого человека мышам и проверили лечение в трех условиях: просто вводили астат-211 в опухоль, вводили в опухоль зонд астат-211-азид и вводили зонд астат-211-азид в кровоток. Они обнаружили, что без нацеливания опухоли продолжали расти, а мыши не выживали. Как и ожидалось, при использовании азидного зонда опухоли росли почти в три раза меньше и выживало намного больше мышей — 100% при его введении в опухоль и 80% при введении в кровь.
«Мы обнаружили, что всего одна инъекция опухоли с радиоактивностью всего 70 кБк была чрезвычайно эффективной для нацеливания и уничтожения опухолевых клеток», — говорит Танака. «Даже при введении лечебного соединения в кровоток мы смогли добиться аналогичных результатов. Это означает, что мы можем использовать этот метод для лечения рака на очень ранней стадии, даже если мы не знаем, где находится опухоль».
Версия этого метода с флуоресцентным зондом уже проходит клинические испытания как способ визуализации/диагностики рака на клеточном уровне. Следующий шаг — найти партнера и начать клинические испытания нового метода лечения рака у людей.
Ссылка: «Терапевтическая эффективность 2112,6-диизопропилфенилазид с радиоактивной меткой в мышиных моделях рака легких человека», Юдай Оде, Амбара Р. Прадипта, Пени Ахмади, Акихиро Ишивата, Акико Накамура, Ясуко Эгава, Юрико Кусакари, Киохей Мугурума, Ян Ван, Сяоджи Инь, Нозоми Сато, Хиромицу Хаба и Кацунори Танака, 2 7 июня 2023 г., Химическая наука.
DOI: 10.1039/D3SC02513F