Ученые РАН совместно с коллегами создали эмульсию, которая позволит применять фотодинамическую терапию — один из самых «щадящих» способов лечения рака — для борьбы со сложными опухолями на поздних стадиях. Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в International Journal of Molecular Sciences.
В опухолях, особенно на поздних стадиях, возникают условия, которые не только способствуют росту новообразования, но и позволяют ему противостоять традиционной терапии. Так, из-за активного деления в опухоли появляются гипоксические зоны, в которых почти нет кислорода. В результате клетки начинают активно мутировать, чтобы приспособиться к гипоксии: например, часть из них перестраивают свой метаболизм на бескислородный режим, становясь устойчивыми в т.ч. к химиотерапии.
При этом из-за нехватки кислорода иммунные клетки, которые в больших количествах приходят в опухоль, теряют свою активность — например, не могут преобразовывать кислород в активные формы, а ведь именно это является одним из методов борьбы с раком. И если врач применит против такой опухоли фотодинамическую терапию, она просто не сработает. Суть этого лечения заключается во введении в новообразование вещества-фотосенсибилизатора, при облучении преобразующего молекулярный кислород в активные формы кислорода, повреждающие опухоль.
Авторы новой работы заставили фотодинамическую терапию работать даже в таких условиях, когда она в принципе не может быть эффективной. Для этого они предложили принести кислород в опухоль в составе специальной эмульсии — гидрофобных нанокапель в воде, которые создали путем ультразвуковой обработки изначально несмешиваемой смеси. Капли были сформированы гидрофобными перфторуглеродами, которые по сравнению с водой могут растворять до 20-40 раз больше кислорода, и в 7000 раз дольше сохраняют его активную форму в рабочем состоянии.
Для того, чтобы уничтожить раковые клетки, ученые синтезировали новые фотосенсибилизаторы — фторсодержащие производные хлорина. Эксперименты показали, что эмульсия оставалась стабильной при разной температуре в течение не менее 30 дней, а значит, в больницах не придется каждый раз готовить новый раствор для пациента. Разработку проверили на клетках модельной линии карциномы толстой кишки человека, которая анатомически позволяет провести фотодинамическую терапию, но для которой на поздних стадиях характерна гипоксия.
Предложенный подход позволит улучшить эффективность фотодинамического лечения рака и расширить его применимость на случаи гипоксических злокачественных опухолей, которые агрессивны и часто не поддаются общепринятой терапии. Полученные результаты позволяют ученым перейти к исследованиям на мышах, развивая идею фотодинамической терапии в гипоксии, а также изучить применимость этой эмульсии для других кислородозависимых методов противоопухолевой терапии.
