Ученые Южно-Уральского государственного университета в составе международного научного коллектива разработали и испытали новые соединения платины, которые могут использоваться для борьбы с раком молочной железы. По словам авторов работы, полученные вещества показали более высокую эффективность и меньшую токсичность по сравнению с распространенными коммерческими препаратами.
Рак молочной железы остается одной из самых частых онкологических патологий в мире. Несмотря на развитие методов лечения, многие пациенты по-прежнему сталкиваются с возвращением болезни и тяжелыми побочными эффектами химиотерапии. На этом фоне новые платиновые комплексы могут стать основой для создания более безопасных и действенных лекарств.
Одним из главных объектов исследования стало соединение AV1. Оно представляет собой ионный комплекс платины (IV) с катионами трис(гидроксиметил)аммония и гексахлороплатинатными анионами. Испытания на клеточных культурах рака молочной железы показали, что AV1 подавляет рост опухолевых клеток в 2 раза эффективнее широко применяемого коммерческого препарата.
Авторы пояснили, что в отличие от классических платиновых средств химиотерапии, которые часто вызывают тяжелые побочные эффекты и со временем теряют эффективность из-за устойчивости опухоли, платина (IV) дает возможность создавать более стабильные соединения. Такие вещества сохраняются в кровотоке, а затем активируются уже внутри раковой клетки. Научный сотрудник НИИ «Перспективные материалы и технологии ресурсосбережения» ЮУрГУ Алена Зыкова отметила: «Мы впервые получили соединения, которые не только подавляют рост опухоли, но и защищают организм от токсического воздействия. Это открывает новые горизонты в химиотерапии рака».
По словам исследователей, строение AV1 также играет важную роль в его свойствах. Тетраэдрические катионы и октаэдрические анионы в составе вещества обеспечивают высокую стабильность и плотную упаковку кристаллов. Как считает Зыкова, именно это может объяснять его пониженную токсичность для здоровых тканей. Она пояснила: «Тетраэдрические катионы и октаэдрические анионы в структуре AV1 обеспечивают не только высокую стабильность, но и плотную упаковку кристаллов, что, вероятно, и обуславливает его низкую токсичность для здоровых тканей».
Новое вещество проверили и на крысах с раком молочной железы. В ходе опытов выяснилось, что AV1 оказывает выраженное антиоксидантное и противовоспалительное действие, замедляет рост опухоли и распространение метастазов, а также восстанавливает нормальную работу митохондрий у подопытных животных. При этом даже при длительном применении у животных не выявили токсического поражения печени, почек или сердца, а масса тела оставалась нормальной.
Отдельное внимание ученые уделили тому, как соединение действует на клеточном уровне. С помощью квантово-химических методов и компьютерного моделирования они установили, что AV1 взаимодействует с ДНК не так, как похожие препараты. Предполагаемой ключевой мишенью стала топоизомераза I — фермент, который играет важную роль в делении опухолевых клеток. Блокировка этого белка запускает программируемую гибель раковых клеток.
Соавтор исследования, научный сотрудник Института Руджера Бошковича Юрица Новак объяснил, что компьютерное моделирование помогает заранее оценить, как новое вещество поведет себя в организме. По его словам, такой подход позволяет понять, сможет ли молекула связаться с нужным белком, насколько она будет активной и безопасной. Новак отметил: «Компьютер помогает спрогнозировать, как вещество поведет себя в организме: сможет ли связаться с нужным белком, какой будет его активность и насколько оно безопасно. В основе метода компьютерного моделирования лежит простая идея: похожие молекулы обычно проявляют похожие свойства. Если мы знаем, как ведут себя уже изученные соединения, можем с высокой вероятностью предсказать эффект новых, еще не исследованных. Такие подходы критически важны для создания лекарств: они позволяют быстро отсеять неподходящие варианты, сократить число лабораторных экспериментов и тем самым ускорить и удешевить поиск новых препаратов».
По оценке авторов, разработка особенно важна для лечения химиорезистентных форм рака молочной железы, в том числе тройного негативного рака, при котором стандартные методы часто оказываются малоэффективными. Исследователи считают это направление крайне перспективным и намерены продолжить работу.
Зыкова подчеркнула, что следующим этапом станет более подробное изучение механизма действия AV1 и проведение токсикологических исследований. Она заявила: «Синтез и характеризация новых комплексов платины (IV) открывают новые возможности в химиотерапии. Комплекс AV1 показал выдающуюся безопасность и эффективность. В будущем мы займемся подробным выяснением механизмов действия AV1 и проведем токсикологические исследования, но уже сейчас ясно, что это направление крайне перспективно».
Если дальнейшие исследования подтвердят полученные результаты, эта разработка может лечь в основу отечественного противоопухолевого препарата нового поколения. В работе участвовали специалисты ЮУрГУ из Челябинска, Института Руджера Бошковича в Загребе, Университета сельского хозяйства, технологий и наук имени Сэма Хиггинботтома в Праяградже и Университета короля Сауда в Эр-Рияде.
