За допомогою наночасточок золота українські дослідники доставили в ракові клітини особливі білки. Вони штовхають ці клітини до «самогубства» і роблять їх значно більш чутливими до відомих ліків.

Hromadske поспілкувалося з докторкою біологічних наук Оленою Кашубою, щоб з’ясувати, чи дозволить ця розробка ефективніше лікувати онкологічні захворювання.

Адресна доставка ліків

Те, що простою мовою називають словом «рак», насправді об’єднує сотні різних типів цього захворювання. Спільне в них те, що та чи інша клітина «ламається» і починає ділитися нескінчену кількість разів. Це погано, бо нормальні клітини в нашому тілі зазвичай діляться лише до певної межі – приблизно пів сотні разів.

Але загалом ці типи захворювань мають дуже багато відмінностей. Тому й лікують їх у різні способи. А розмови про «ліки проти раку», які раз і назавжди розв’яжуть цю проблему, – на жаль, лише мрії. Принаймні з погляду сучасної науки та медицини.

Один із традиційних підходів для лікування – це хімієтерапія. Для неї використовуються спеціальні препарати, які вбивають ракові клітини. Чим більше таких ліків, тим краще вони це роблять. Проблема в тому, що іншим, здоровим клітинам, вони також шкодять. Тому такі препарати мають серйозні побічні ефекти.

Науковці вже давно думають над тим, як «сфокусувати» дію таких препаратів саме на клітинах пухлин так, щоб ліки не здійснювали «килимове бомбардування» всього організму. Для цього їх треба якось доставити саме до пухлини, де вони будуть працювати, і нікуди більше.

Наприклад, їх можна приєднати до наночасточок заліза, ввести до судинного русла і керувати їхнім рухом за допомогою магнітного поля. Такі дослідження проводяться в Інституті експериментальної патології, онкології й радіобіології імені (ІЕПОР) Р. Є. Кавецького НАН України.

Це лише один із потенційно можливих шляхів використання наночасток в онкології. А загалом наночастки можуть бути різними й приєднувати до них можна не лише ліки, але й, наприклад, білки нашого організму.

Білки (або протеїни) – це величезна група великих, складних і дуже важливих молекул. Без них життя взагалі не може існувати. Для підтримання роботи навіть найпростішої бактерії потрібні тисячі білків. В людському організмі їх десятки тисяч.

Серед прикладів, відомих ще зі школи, – гемоглобін. Це залізовмісний білок, який доставляє молекули кисню до клітин нашого організму, а від них назад забирає молекули вуглекислого газу. Інший широко відомий білок – інсулін, який виділяють клітини підшлункової залози. В деяких людей із цукровим діабетом його бракує, тому доводиться постачати в організм через ін’єкції.

«Вартовий геному»

Але безліч менш відомих широкому загалу білків виконують дуже важливі функції. Один із них називається p53. Він контролює процес поділу клітин, що за певних обставин може перетворити клітину на ракову. Він також ухвалює рішення про загибель клітини, або як цей процес називають фахівці – апоптоз. Це запобіжний механізм, який дозволяє організму позбавитися від клітини до того, як вона встигла наробити біди.

Про зв’язок p53 із раком дослідники знають давно. Наприклад, часто в ракових клітинах ген, що кодує цей білок, виявляється мутованим – зламаним. Це не випадково, адже якби він працював справно, то боровся б із пухлиною.

Тож дослідники працюють над тим, щоб використати цей білок для боротьби з пухлинами. Наприклад, ген, що його кодує, можна доставити у клітину і змусити її виробляти цей білок для свого захисту. Це чимось нагадує технологію створення деяких вакцин. До нешкідливого для людини вірусу приєднують потрібний ген і «заражають» цією конструкцію організм людини.

Але на практиці створити таку технологію значно складніше, ніж це може здатися на перший погляд. З різних причин конструкція може або не потрапити всередину клітини, або якщо це і станеться, то білок може не синтезуватися.

Тому українські науковці вирішили навчитися доставляти потрібні білки в ракові клітини іншим способом – за допомогою наночасточок золота.

Чому золото?

«Тому що це один із найбільш інертних металів. На відміну від інших металів, він майже не вступає в хімічні реакції. А щоб його розчинити, потрібна царська горілка», – пояснює завідувачка лабораторії ІЕПОР ім. Р. Є. Кавецького НАН України Олена Кашуба.

Дослідники намагалися використовувати срібло, але його колоїдні розчини дуже нестабільні. А з золотом, зокрема з його наночастками, різні дослідники працюють вже давно. Цього разу вони використали часточки розміром від 5 до 50 нанометрів.

Нове дихання старих ліків

До наночасточок золота дослідники приєднали білок p53, про який ми вже згадували, а також білки з родини MRPS18. Вони виконують різні функції, зокрема раніше Олена Кашуба разом із колегами показала, що один із них (MRPS18-2) може наділяти клітини властивостями стовбурових клітин.

Дію таких наночасточок із приєднаними білками дослідники випробували на культурах клітин раку простати різного ступеня агресивності (менш агресивна PNT2 та РС3, отримана з агресивного типу раку передміхурової залози). Виявилося, що під їхньою дією у частині клітин справді запускається процес загибелі.

Але крім цього, дослідники вирішили перевірити, як ці культури клітин реагують на два препарати, що використовуються в лікуванні раку простати, – вінкристин і доксорубіцин. Виявилося, що присутність наночасточок золота з білками робить ракові клітини значно чутливішими до цих ліків.

Наприклад, в одному з експериментів чутливість клітин агресивного типу раку РС3 до доксорубіцину підвищилася в 40 разів. У менш агресивних клітин PNT2 чутливість до цього препарату також зросла, але приблизно в 5 разів.

Раніше ніхто з науковців не отримував подібних результатів, які показують, як клітини раку можна зробити більш чутливим до відомих препаратів.

То чи можна в такий спосіб лікувати злоякісні пухлини?

Якщо навіть і так, то до цього ще дуже далеко. Адже потенційна технологія не пройшла перевірку навіть на тваринах, не кажучи вже про клінічні дослідження. Найближчим часом Олена Кашуба разом зі співавторами роботи планує опублікувати її результати й сподівається, що інші дослідники також зможуть продовжити роботу в цьому напрямі.

Дослідниця каже, що в науці часто неможливо вгадати, куди саме треба рухатися, що справді знадобиться, а про які результати одразу забудуть. Іноді дослідження, на яких поставили хрест, стають знову актуальними через десятиліття.

«Як сказав десятий президент Інституту Вейцмана професор Даніель Зайфман, «якби ми займалися тим, що вдосконалювали свічку, ми б ніколи не придумали лазера». Ми б винаходили різні за формою свічки, можливо, ґніт був би з іншого матеріалу або свічка товстіша, проте до лазера ми б не наблизилися», – каже дослідниця.

Тому в науці потрібно перевіряти різні ідеї, а час покаже, до чого вони приведуть.