Российские ученые создали универсальные нанокапсулы для лечения рака

Ученые из Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с другими исследователями из РФ придумали улучшенный вариант «наноупаковки» для радиоактивного изотопа актиний-225, использующегося в противораковой терапии. Это позволит надежнее других аналогов удерживают актиний внутри, тем самым минимизировать риски высвобождения побочных продуктов распада, токсичных для живых клеток. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Сам изотоп актиний-225 — это очень перспективный радиофармпрепарат для лечения различных видов онкологических заболеваний. Он даже может помочь пациентам, у которых последняя стадия опасного заболевания. При распаде изотоп испускает альфа-частицы. Он так эффективен, потому что радиус альфа-излучения меньше, чем в случае с бета-лучами, поэтому он «бьет» точнее в раковые клетки, не задевая при этом здоровые. 

Но у актиния-225 есть серьезный недостаток: при его распаде образуются токсичные дочерние изотопы — франций-221 и висмут-213. Они накапливаются в печени, почках и селезенке. Именно это сдерживает широкое применение актиния в клинической практике.

Поэтому ученые и решили придумать специальную нанокапсулу, которая помогла бы эффективному изотопу избавиться от токсичности.

«Нужно быстро доставлять актиний к раковым клеткам, одновременно уберегая пациента от побочных продуктов альфа-распада. И сейчас в мире нет полностью отработанной технологии, позволяющей это сделать. Самым разумным считается подход, когда изотоп упаковывают в капсулу из биодеградируемого полимера, который с течением времени распадается в организме на безвредные элементы», — поясняет один из авторов статьи, ведущий научный сотрудник Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Александр Тимин.

Для «упаковки» сейчас используют физический метод. Томские ученые же решили подключить химию. «Сначала мы связали изотоп с молекулой альбумина. Затем эту пару мы поместили в полимерный раствор, в котором альбумин образовал прочную ковалентную связь с полимером, то есть буквально окружил сферой белок и изотоп вместе с ним. Использовали мы коммерчески доступный полимер на основе полипептидов и полисахаридов».

Опыты проводили на лабораторных мышах. «Период полураспада актиния-225 — десять дней, а капсула остается стабильной как минимум две недели. Это подтвердили эксперименты», — поясняет ученый.

Эксперименты на лабораторных мышах проводились на базе Российского научного центра радиологии и хирургических технологий им. Гранова в Петербурге. Ученые работали с клетками, пораженными меланомой, — раком кожи.

«Наши капсулы позволили повысить терапевтический эффект актиния до 40%. Данные „в пробирке“ показали, что стабильность наших капсул выше на 70-80%. Накопление препарата в почках не более 5% от общего объема, при аналоговых системах накопление составляет от 30 до 50%», — говорит Тимин.

Следующий этап — стадия доклинический испытаний. Для их проведения ученые уже ищут исследовательский центр.