Морские ежи от рака

Ученые ДВФУ разработали соединение экстракта из морских ежей с глюкозой для лечения рака

Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) вместе с немецкими и российскими коллегами разработали прототип лекарственного соединения против устойчивой к химиотерапии формы рака простаты. Оригинальная идея состоит в том, что аналоги биологически активных молекул из пигмента морских ежей соединили с молекулами глюкозы, чтобы более эффективно доставлять действующее вещество в опухолевые клетки. Статья об этом опубликована в Marine Drugs.

Ученые решили использовать эффект Варбурга, который проявляется в том, что опухолевые клетки питаются «сахаром», то есть потребляют соединения глюкозы интенсивнее большинства нормальных клеток. К активным молекулам, созданным на основе пигментов морского ежа, с помощью атомов серы «пришили» глюкозный хвост. Получившимся соединением в лабораторных условиях обработали клеточные культуры рака, устойчивого к воздействию доцетакселя, стандартного препарата химиотерапии. В результате опухолевые клетки погибли. Разработанное соединение может успешно применяться для борьбы с таким трудноизлечимым заболеванием, как рак простаты.

Научное достижение стало возможно исключительно благодаря совместной работе российских и немецких исследователей из Школы естественных наук (ШЕН) ДВФУ, Тихоокеанского института биоорганической химии имени Г.Б. Елякова (ТИБОХ ДВО РАН), Университетской клиники Гамбург-Эппендорф (Германия) и Грайфсвальдского университета (Германия).

«В нашем исследовании мы реализовали шанс объединить достижения специалистов из разных стран, — рассказывает один из авторов идеи исследования, научный сотрудник лаборатории биологически активных веществ ШЕН ДВФУ Сергей Дышловой. — Во-первых, в нашем распоряжении были аналоги биологически-активных соединений из морских ежей, противоопухолевый потенциал которых был улучшен дальневосточными коллегами из ТИБОХ ДВО РАН. Во-вторых, мы использовали опыт немецких коллег, специализирующихся на раке простаты, чтобы установить и объяснить механизм, который делает опухолевые клетки более восприимчивыми к связанным с глюкозой молекулам. Оказалось, что клетки рака простаты обладают большим количеством рецепторов, через которые внутрь клетки попадает глюкоза и связанные с ней молекулы».

Ученый уточнил, что, хотя новое лекарственное соединение показало эффективность на клеточных культурах рака простаты, есть хороший шанс, что в будущем, при условии успешных клинических испытаний, оно подойдет для лечения других видов рака. Большинство опухолевых клеток потребляет глюкозу интенсивнее здоровых клеток организма.

Новацией исследования стал не только сам препарат из морского ежа с «пришитым» глюкозным хвостом, но и способ соединения молекул через серу, а не кислород, как это делалось ранее. Новый способ «склейки» был выбран для того, чтобы лекарство обладало повышенной устойчивостью в живом организме и не разрушаясь в крови раньше, чем попадет в опухолевые клетки. Предыдущие эксперименты показали, что соединения, сшитые через молекулы кислорода, не обладают нужной устойчивостью.

Осенью 2020 года исследователи планируют изучить возможные побочные эффекты препарата сначала на мышах, а затем и на других лабораторных животных. Перед этим молекулу лекарственного соединения дополнительно доработают, чтобы оно обладало еще большей стабильностью при попадании в кровь. С учетом затраченного на лабораторные и последующие клинические испытания времени, а также в случае их успеха, новый препарат на рынке может появиться через 10 лет.

Исследование компонентов водных биоресурсов Мирового океана (Ocean Science) является одним из приоритетных направлений научной деятельности Дальневосточного федерального университета. Школа биомедицины работает в тесном сотрудничестве с Медицинским центром ДВФУ, а также с крупнейшими научно-исследовательскими лабораториями России и мира для создания инновационных методов борьбы с болезнями.

Источник

На основе скелета морского ежа: российские учёные создали новый материал для применения в онкотерапии

Российские учёные синтезировали новый материал на основе скелета морского ежа для адресной доставки лекарств против рака. Природный компонент выбрали из-за его многоярусной ячеистой структуры, позволяющей не только хорошо впитывать медицинский препарат, но и постепенно высвобождать его в организме пациента небольшими дозами. Из полученного материала авторы работы синтезировали наночастицы, которые заполняются лекарственным препаратом и помещаются в организм пациента в районе опухоли. Благодаря структуре наночастиц терапевтическое действие длится около 30 суток, а затем материал растворяется в организме без негативных последствий. Учёные уже испытали изобретение на искусственной плазме крови и животных.

• Gettyimages.ru
• © andresr

Учёные из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Тихоокеанского государственного медицинского университета (ТГМУ) разработали новый материал на основе скелета морского ежа для адресного применения препаратов химиотерапии против рака. Об этом RT сообщили в пресс-службе Минобрнауки России. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials.

Как отметили авторы работы, на сегодняшний день на смену традиционным методам лечения рака постепенно приходит адресная доставка лекарств к опухоли. За счёт этого химиотерапия становится менее опасной для организма — лекарство точечно воздействует на злокачественные ткани, не затрагивая здоровые клетки.

Учёные синтезировали новый материал для такого адресного применения препаратов, в качестве основы химики взяли скелетные ткани морского ежа Mesocentrotus nudus. Этот природный материал был выбран из-за его многоярусной ячеистой структуры, которая способна не только хорошо впитывать лекарственный препарат, но и постепенно высвобождать его в организме пациента небольшими дозами. Кроме того, кальцит, из которого состоит скелет ежа, близок по составу к костным тканям человека, что обеспечивает биосовместимость материала. Чтобы материал не растворялся в организме пациента слишком быстро, учёные модифицировали его силикатом натрия.

• Mesocentrotus nudus (или Strongylocentrotus nudus) в Научном музее ДВФУ (г. Владивосток)
• © A. C. Tatarinov/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0

Из полученного химического соединения авторы работы синтезировали наночастицы, напоминающие мини-капсулы. Такие частицы удерживают лекарственный препарат и позволяют применять его точечно, именно в районе опухоли. Высвобождение препарата в организме происходит на протяжении примерно 30 суток. Уже опустошённые наночастицы в течение шести месяцев бесследно растворяются в организме пациента без каких-либо негативных последствий. Учёные испытали разработку на противоопухолевом препарате 5-фторурацил (5-ФУ).

Российские учёные разработали покрытие из коллагена и углеродных наночастиц для отечественного аппарата вспомогательного.

«Препарат 5-ФУ очень эффективен, но при этом очень токсичен. Наша разработка позволяет снизить токсичное воздействие на организм за счёт того, что нагруженные лекарством наночастицы могут высвобождать терапевтические дозы препарата в течение более длительного периода. После удаления опухоли капсулу с наночастицами вводят пациенту — таким образом, препарат точечно доставляется как к не до конца удалённым опухолевым очагам, так и к метастазам, которые уже возникли или могут возникнуть после резекции», — пояснила в беседе с RT основной исполнитель работы, лаборант-исследователь лаборатории ядерных технологий Института наукоёмких технологий и передовых материалов ДВФУ Олеся Капустина.

По словам авторов работы, в перспективе такое точечное применение препаратов может даже заменить традиционную химиотерапию. Учёные уже испытали своё изобретение на искусственной плазме крови, а также на лабораторных животных.

Источник

В России синтезировали материал для терапии рака из скелета морского ежа

Ученые из ДВФУ и ТГМУ синтезировали новый материал для адресной доставки противоопухолевых препаратов, который можно использовать при лечении метастатического рака. Традиционная противоопухолевая терапия обычно губительно действует не только на опухолевые, но и на нормальные клетки организма. Другим фактором, ограничивающим результативность химиотерапии, становится зависимость действия некоторых препаратов от фазы клеточного цикла. Среди лекарств от рака больше всего распространен 5-фторурацил (5-ФУ) — его применяют в лечении многих злокачественных новообразований: рак пищевода, желудка, толстой и прямой кишки, поджелудочной железы и другие. Однако препарат вызывает побочные эффекты, например, снижает содержание в крови лейкоцитов и тромбоцитов, повреждает клетки сердца, почек и печени. Ситуацию коренным образом может изменить открытие новых систем направленной доставки лекарств. Частица-носитель взаимодействует с лекарством, прочно его удерживает и целенаправленно доставляет к пораженному органу в течение длительного времени. Это делает химиотерапию менее токсичной для организма. В качестве доставщика препарата дальневосточные ученые предложили использовать композит, синтезированный из морского ежа Mesocentrotus nudus. Многоярусная ячеистая структура модифицированного скелета ежа после синтетической обработки позволяет хорошо впитывать лекарственный препарат и постепенно выделять его небольшими порциями. Исследователи добавили к композиту силикат натрия, что делает его более устойчивым к быстрому растворению. Носитель 5-ФУ биологически совместим с живыми организмами, и после высвобождения препарата растворяется в нем, не вызывая негативных последствий.

«Полученный композит является перспективным носителем для адресной доставки химиотерапевтических препаратов. Было принято решение провести биотестирование композита на моделях in vitro и in vivo в дальнейших исследованиях. Нагруженные лекарством наночастицы могут высвобождать терапевтические дозы препарата в течение более длительного периода времени, чем другие системы, описанные в литературе, а значит, могут предотвратить рецидив опухоли после удаления», — отметила автор работы Олеся Капустина.

Источник

В России из скелета морского ежа создали материал для лечения рака

В ДВФУ и ТГМУ создали композит на основе скелета морского ежа для адресной терапии рака

Ученые из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Тихоокеанского государственного медицинского университета (ТГМУ) Минздрава России получили новый материал для адресной доставки противоопухолевых препаратов на основе скелета морского ежа. Результаты исследований опубликованы в журнале Materials, сообщает Научная Россия.

Исследователи создали композитный материал на основе скелета морского ежа Mesocentrotus nudus, который обработали силикатом натрия для большей устойчивости к растворению. Эксперименты показали, что многоярусная ячеистая структура не только хорошо впитывает противораковое лекарство 5-фторурацил (5-ФУ), но и может постепенно выделять его небольшими порциями.

«Нагруженные лекарством наночастицы могут высвобождать терапевтические дозы препарата в течение более длительного периода времени, чем другие системы, описанные в литературе, а значит, могут предотвратить рецидив опухоли после резекции (удаления)», – отметила основной исполнитель работы, лаборант-исследователь лаборатории ядерных технологий Института наукоемких технологий и передовых материалов ДВФУ Олеся Капустина.

Разработка ученых позволит проводить химиотерапию рака, точечно воздействуя на опухоль без повреждения здоровых тканей. Это поможет снизить количество побочных эффектов терапии.

Среди лекарственных средств, используемых для лечения рака, наиболее распространенным является 5-фторурацил (5-ФУ). Он эффективно угнетает клетки рака пищевода, желудка, толстой и прямой кишки, поджелудочной железы, желчных путей, а также опухолей головы и шеи. При этом лекарство воздействует на здоровые клетки, приводя к снижению уровней лейкоцитов и тромбоцитов в крови, а также повреждая сердце, почки и печень.

Ранее российские ученые предложили новый способ лечения аритмии.

Источник