Российские ученые придумали, как защитить здоровые клетки во время лучевой терапии. Первые испытания на клетках мышей прошли успешно. 

Сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино) и Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского придумали, как защищать здоровые клетки во время лучевой терапии. Об этом сообщает пресс-служба Российского научного фонда. Результаты исследования опубликованы в журнале Antioxidants.

Сегодня один из наиболее распространенных методов лечения рака — лучевая терапия, при которой опухоль уничтожают с помощью рентгеновского, гамма- или другого ионизирующего излучения. В процессе запускаются окислительные процессы, которые повреждают ДНК, белки, мембраны и другие структуры, и в результате клетки гибнут. Однако лучевая терапия не делает различий между опухолевыми и здоровыми клетками: погибает все, что подверглось облучению. Поэтому ученые по всему миру ищут способы сделать так, чтобы лучевая терапия запускала окисление только в раковых клетках.

Для решения этой проблемы российские ученые синтезировали наночастицы на основе оксида церия — биосовместимого соединения, которое способно вступать в большое количество окислительно-восстановительных реакций. Оксид церия может защищать здоровые клетки от повреждений во время лучевой терапии, при этом усиливать повреждения ДНК в раковых клетках. Авторы решили повысить избирательность оксида церия, присоединив к нему пирролохинолинхинон — биоактивную молекулу, которая обладает высоким антиоксидантным эффектом и участвует в регуляции работы митохондрий.

Так, во время эксперимента ученые использовали здоровые клетки соединительной ткани мыши — фибробласты, а также раковые клетки. Оказалось, что рентгеновские лучи снижают жизнеспособность фибробластов на 75%, а раковых клеток на 32%. Однако после обработки наночастицами и облучения выживаемость здоровых фибробластов увеличилась на 45% по сравнению с контрольными клетками, которые не испытывали никаких воздействий, но тоже в небольшом количестве гибли из-за естественных причин. В случае опухолевых клеток выживаемость оказалась на 31–37% ниже, чем в контрольной группе — это сопоставимо с результатами, полученными при одном лишь облучении без использования наночастиц.

По словам ученых, избирательное токсичное действие в отношении раковых клеток объясняется тем, что в раковых клетках кислотность среды отличается от таковой у здоровых. Из-за этого изменяются свойства наночастиц, и под действием рентгеновских лучей они не оказывают такого же антиоксидантного эффекта.

«Наблюдаемый эффект связан с тем, что наночастицы оксида церия, модифицированные пирролохинолинхиноном, снижают уровень активных форм кислорода в фибробластах и тем самым спасают их от окисления. Благодаря этому их можно использовать, чтобы уберечь здоровые клетки от гибели при лучевой терапии рака. В дальнейшем мы планируем провести эксперименты на других типах здоровых и раковых клеток, чтобы лучше понять, как в каждом случае работают наночастицы», — рассказала руководитель проекта Нелли Попова, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией изотопных исследований ИТЭБ РАН.