Ученые НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург представили в Китае новый подход к эффективной фототерапии онкологии
В научной лаборатории био- и хемоинформатики НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург создают цифровые модели молекул, которые в будущем могут стать противоопухолевым препаратом, бьющим точно в цель без лишнего вреда для организма. Исследователи работают над повышением эффективности фотодинамической терапии внепеченочной холангиокарциномы (ВПХК) — одного из самых сложных видов онкологических заболеваний.
НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург совместно с Университетом Цзясин (Китай) с 2024 года реализует проект «Металлизированные фталоцианины как высокоэффективные фотосенсибилизаторы в фототерапии рака». Ученые Питерской Вышки отвечают за дизайн моделей активных молекул для терапии онкологии, а также прогнозирование их поведения в биологических средах человека.
Главная сложность лечения ВПХК — расположение опухоли. Как правило, она локализована вдоль стенки желчного протока: узкого места рядом с печенью, окруженного важными сосудами. Оперативное вмешательство в этом случае оказывается опасным для жизни, а также сохраняет риск рецидива, поэтому врачи ищут альтернативные методы.
В основе лечения внепеченочной холангиокарциномы лежит метод фотодинамической терапии (ФДТ). Пациенту вводят специальный препарат — фотосенсибилизатор, который накапливается в злокачественных клетках. Следом через эндоскоп в желчный проток помещают световод. Под воздействием света и кислорода фотосенсибилизатор распадается с выделением реакционноспособного кислорода, который повреждает клетки опухоли, тем самым разрушая ее.
Сотрудники научно-учебной лаборатории био- и хемоинформатики НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург изучают поведение фотосенсибилизаторов, созданных на основе металлов (цинка, меди, алюминия, галлия или индия), в биологических системах человека. Особое внимание ученые уделили взаимодействиям соединений с альбумином — одним из важнейших белков плазмы крови, который является наиболее частым интерактантом (схемой молекулярных взаимодействий в клетке) для лекарств. Это позволяет понять, как снизить побочные эффекты ФДТ: аллергические реакции, снижение иммунитета и фоточувствительности.
Максим Гуреев
По словам участника проекта — старшего научного сотрудника научно-учебной лаборатории био- и хемоинформатики Максима Гуреева, изучение соединений на молекулярном уровне позволит определить стратегию адресной доставки фотосенсибилизаторов к опухоли.
«При фотодинамической терапии фталоцианины — наиболее часто используемые фотосенсибилизаторы — применяются в липосомной упаковке, чтобы избежать токсичности и доставить препарат в опухоль. При взаимодействии с белками крови активное вещество может покидать оболочку и мигрировать по организму. В перспективе наш проект позволит определить, какой тип фотосенсибилизатора имеет меньший спектр побочных взаимодействий, а также подобрать состав липосомальных формуляций, на основе которых будут созданы наночастицы, адресно доставляющие фотосенсибилизатор в опухоль», — пояснил Максим Гуреев.
Юрий Порозов
Промежуточные результаты работы были презентованы во время визита руководителя проекта и заведующего научно-учебной лаборатории био- и хемоинформатики Юрия Порозова в партнерскую лабораторию фотонаномедицины и экспериментальной терапии Университета Цзясин.
«На первом этапе наша задача — спрогнозировать действие потенциальных соединений непосредственно на клеточной мембране и выявить в характеристиках их активности те отличия, которые сопряжены со структурой липидного слоя. Молекулярное моделирование позволит коллегам из лаборатории Университета Цзясин подобрать оптимальные по характеристикам вещества для дальнейшего синтеза и экспериментов in vitro и in vivo (в пробирке и на биологическом материале). В перспективе это снизит финансовые и временные затраты на исследования инновационных противоопухолевых препаратов, в частности для ФДТ. Уверен, что наша работа ускорит поиск препаратов для таргетной терапии», — рассказал Юрий Порозов.
Ученый резюмирует, что в долгосрочной перспективе результаты исследований могут стать основой создания новых металлоорганических соединений и расширить их применение в области терапии злокачественных новообразований со сложным профилем заболевания, включая метастазирующие и резистентные к химиотерапии виды онкологии.