Ученые химико-технологического института УрФУ и Пекинского института химических технологий разрабатывают биоразлагаемые полупроводниковые полимерные материалы, которые смогут визуализировать раковую опухоль и термически ее разрушить изнутри без негативных последствий для организма человека. Предполагается, что препараты будут нетоксичны для больных и помогут лечить рак безоперационно. Проект получил поддержку Российского фонда фундаментальных исследований и Государственного фонда естественных наук Китая на 2019–2022 годы (грант 19-53-55002). С российской стороны проект возглавляет профессор Григорий Зырянов, с китайской — профессор Жуо Ванг.
«Наш препарат селективно распознает и взаимодействует с раковой опухолью, избегая при этом здоровые клетки. Поясню — молекула полимера состоит из звеньев, и, воздействуя на определенные звенья, мы можем получать необходимый эффект. Принцип работы такой: мы вводим реагент, воздействуем на него СВЧ- и/или фото-излучением, и молекула выдает акустический сигнал подобно эхолоту или УЗИ в медицине, показывая таким образом размер и форму опухоли. Затем длинноволновым оптическим излучением — ИК-диапазона — мы воздействуем на другое звено, и молекула разогревается и термически уничтожает опухоль», — рассказывает ведущий научный сотрудник лаборатории органического синтеза Инновационного центра химико-фармацевтических технологий Григорий Зырянов.
Это один из наиболее перспективных методов визуализации и лечения раковых опухолей благодаря своей простоте, мобильности и щадящему действию для организма и клеток.
Полупроводниковые полимеры, с которыми сегодня работают ученые во всем мире, обладают хорошими визуализирующими и терапевтическими свойствами, однако исследования в большинстве случаев проводятся вне живого организма. Происходит это также и потому, что при синтезе синтетических полимеров используются катализаторы на основе тяжелых металлов: палладия, меди, никеля и других, которые обладают цитотоксичностью. Микропримеси металлов попадают в полученные полимеры. Такие вещества запускают процесс некроза внутри клетки, и крайне важно избежать присутствия следов металлов на стадии лечения, чтобы не убить здоровые клетки.
Предполагается, что полимер ученых УрФУ и Пекинского университета будет нетоксичен: исследователи синтезируют (в том числе используя «зеленые» синтетические методы) биоразлагаемые химические материалы, токсичный эффект которых можно контролировать. И как следствие биологические испытания препарата можно будет проводить внутри организма. Таким образом, ученые смогут получить достоверные данные воздействия полимера на организм человека.
«Биологическим тестированием займутся наши китайские коллеги в следующем году. В этом году в наших планах — координация работы, совместная наработка соединений, отбор перспективных соединений. С помощью компьютерного моделирования планируем провести предварительный отбор и понять, с какими группами белков и ферментов наше вещество будет взаимодействовать», — поясняет Григорий Зырянов.
Так как исследования ведутся не первый год, у ученых есть результаты. Группа добилась эффективности некоторых из полученных синтезированных полимеров в отношении наиболее типичных видов рака, например, рака груди. Подробности синтеза и достижений ученый не раскрывает: результаты исследования предстоит опубликовать в научных журналах и получить на них патенты.
«Сейчас мы в процессе получения международного патента, и не хотелось бы преждевременно раскрывать все результаты нашего исследования. Отмечу, что о внедрении препарата и его распространении на рынке пока речи не идет. Цель на данном этапе — разработать средство», — говорит Григорий Зырянов.