Ученые предложили новый метод оценки эффективности фотосенсибилизаторов — соединений, разрушающих мембраны раковых клеток под воздействием света. Авторы измеряли поверхностное давление в «плавающих» на поверхности воды монослоях липидов с разными фотосенсибилизаторами. Под действием света модельные слои разрушались, и давление в них снижалось на 7,5–50%. Наилучший результат (50%) показали положительно заряженные фотосенсибилизаторы. Разработанная методика позволит быстро оценивать активность фотосенсибилизаторов и ускорить тестирование потенциальных противораковых препаратов. поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology.
Синтез органических соединений с противоопухолевым действием.
В борьбе с раком применяется фотодинамическая терапия, при которой врачам вводят пациенту вещества-фотосенсибилизаторы. По достижении опухоли молекулы освещают светом определенной длины волны. Фотосенсибилизаторы поглощают свет и передают энергию кислороду, растворенному в воде. Это приводит к образованию активных форм кислорода, разрушающих мембраны, белки и генетический материал клеток опухоли. Врачи облучают только опухоли, поэтому фотосенсибилизаторы действуют исключительно на раковые клетки. Фотодинамическая терапия нетоксична для здоровых тканей организма, но для ее широкого применения в клинической практике необходимо разрабатывать высокоэффективные фотосенсибилизаторы. Создание лекарственных препаратов требует новой методики тестирования их активности.
Ученые из МИРЭА — Российского технологического университета (Москва) и Институт физической химии и электрохимии имени академика А.Н. Фрумкина Российской академии наук. (Москва) предложили Новый способ позволяет быстро оценить эффективность фотосенсибилизаторов. Авторы использовали шесть фотосенсибилизаторов на основе хлоринов – производных хлорофилла, применяемых в медицине. Пробные вещества различались боковыми химическими группами – они были положительно или отрицательно заряжены, или же нейтральны.
Фотосенсибилизаторы объединили с липидом POPC, присутствующим в оболочках живых клеток и применяемым для изготовления искусственных мембран. Исследователи из полученной смеси на поверхности воды создали однослойные липидные пленки — модельных мембран с фотосенсибилизаторами.
Учёные вычислили поверхностное давление, образующееся у однослойных маслянистых покрытий на воде, и изучили его изменения после воздействия светом. Представленный метод имитирует работу фотосенсибилизаторов в опухолях. Фотосенсибилизаторы из кровотока поступают в клетки, встраиваются в мембраны и под воздействием света выделяют активные формы кислорода, разрушающие липидные слои.
Эксперимент длительностью 15 минут показал снижение давления в монослойных липидных пленках на 7,5–50%, свидетельствующее о их разрушении. Слой с разными фотосенсибилизаторами распадался под действием света с различной скоростью. Модельные мембраны с положительно заряженным фотосенсибилизатором разрушались в 3,3 раза быстрее, чем нейтральные, и в 6,6 раза быстрее, чем отрицательно заряженные. Фотосенсибилизаторы с положительными группами оказались самыми эффективными. Разработанная методика позволила не только установить эффективность этих противораковых соединений, но и сравнить их между собой.
Новый метод сократит расходы и время, необходимые для биологических исследований инновационных противоопухолевых препаратов, например, активируемых светом. Благодаря этому ускорится поиск лекарств для борьбы с социально значимыми заболеваниями, сделав их доступнее и методы лечения эффективнее. — говорит руководитель проекта, получившего поддержку гранта РНФ, Петр Островерхов, кандидат химических наук, преподаватель и научный сотрудник МИРЭА — Российского технологического университета.
Пресс-служба Российской научной организации предоставила информацию и фотографии.