В Томске, в Томском политехническом университете (ТПУ) и Институте физики прочности и материаловедения (ИФПМ) более года назад создана уникальная сетевая лаборатория с участием Сколковского института науки и технологий, Института Джозефа Стефана (Словения) и Техниона (Израиль). В этой лаборатории разрабатываются противораковые и противоопухолевые агенты, которые позволят снизить дозы и стоимость химиотерапии.
«Такие исследования не ведутся нигде в мире. Речь идет о новых принципах направленного воздействия на микроорганизмы и клетки — не химических, а физических, — говорит директор ИФПМ Сергей Псахье, возглавляющий сетевую лабораторию. — У раковой клетки на мембране более высокий, чем обычно, электроотрицательный потенциал. Она как бы перетягивает положительно заряженные ионы натрия и калия от здоровых клеток, которые начинают голодать. Поверхность наноразмерных агломератов, которые мы используем, тоже заряжена положительно, и они «перекрывают» питание опухолевой клетке. В результате последняя голодает, менее интенсивно делится, становится более чувствительной к внешним воздействиям».
Исследования ведутся более пяти лет. Создание же сетевой лаборатории – важный шаг, который позволил в кооперации с ТПУ получить грант РНФ и вовлечь в наши исследования крупных зарубежных ученых, в том числе Нобелевского лауреата Д. Шехтмана.
Наноразмерные агенты напоминают смятый лист диаметром 200 нанометров и толщиной меньше одного нанометра. С помощью компьютерного моделирования, которое ведется в Сколтехе, удалось приподнять завесу над природой воздействия агентов на клеточные мембраны. Ученые решили посмотреть, как агломераты влияют на питание раковых клеток. В Словении успешно ведутся исследования на мышах с раком молочной железы и кожи. Готовится цикл публикаций в ведущих мировых журналах. Подана заявка на патент.
«Если новообразование поверхностное, будет использоваться повязка. Если опухоль внутренняя, то суспензия из агломератов вводится внутрь как иньекция. Уже показано, что по сравнению с контрольной группой, у испытуемых мышей опухоль становится в три раза меньше», — рассказал Сергей Псахье.
Директор ИФПМ пояснил, что для ускорения введения в клиническую практику, препарат на основе данных агломератов, скорее всего, следует использовать как сопутствующий при проведении химиотерапии. Поскольку под воздействием агентов раковая клетка ослабевает, эффективность химиопрепаратов возрастет, а необходимая для лечения доза уменьшится. Ученые предполагают, что в результате химиотерапия станет более дешевой, а ее влияние на организм человека менее травматичным.
«Кстати, подобный эффект мы уже наблюдали используя, разработанные в Томске, феррилипосомы. По тем исследованиям нами была опубликована статья в журнале Nature Nanotechnology», — подчеркнул Сергей Псахье.
Основное научное направление Института физики прочности и материаловедения СО РАН — «Физическая мезомеханика материалов и нанотехнологии». Результаты фундаментальных исследований являются основой разработки и создания новых материалов, технологий и оборудования. Перспективные разработки, в свою очередь, становятся основой инновационной деятельности — одного из стратегических приоритетов развития института. Эффективность этой деятельности качественно повысилась в результате сотрудничества с университетами как российскими, так и зарубежными.
