08.02.2023
Фотодинамическая терапия основана на использовании светочувствительных веществ — фотосенсибилизаторов. Она является эффективным дополнением, а часто и единственной альтернативой химиотерапевтическому и хирургическому лечению неглубоко расположенных опухолей и локализованных микробных инфекций. Сотрудники подведомственного Минобрнауки России Института химии растворов (ИХР) имени Г. А. Крестова РАН представили универсальный монокатионный хлориновый фотосенсибилизатор — вещество, используемое в фотодинамической терапии рака. Его эффективность выше, а стоимость и расход потенциально ниже, чем у известных фотосенсибилизаторов.
Неэлектролитные и анионные фотосенсибилизаторы хорошо зарекомендовали себя в терапии поверхностно расположенных опухолей кожи и полых органов, а также микробных инфекций, вызванных грамположительными патогенами (бактериями, которые дают положительный результат в тесте на окрашивание по Граму, — стрептококками, стафилококками и так далее). Однако использование их клинической фотодинамической терапии ограничено рядом недостатков, среди которых: высокая стоимость этих веществ, их неспособность подавлять при облучении видимым светом активность грамотрицательных патогенов (синегнойной и кишечной палочки, клебсиеллы и т. п.), преимущественное накопление не внутри опухолевых клеток, а в сосудистой сети опухолей.
«Монокатионный фотосенсибилизатор был получен нами из хлорофилла, который экстрагируется (выделяется) спиртом из микроводоросли Spirulina Platensis. Далее из хлорофилла в две стадии получается промежуточное вещество, приводящее к появлению целевого препарата метилфеофорбида а, из которого также в две стадии с хроматографической очисткой получается фотосенсибилизатор», — говорит доктор химических наук, начальник Объединенного физико-химического центра растворов ИХР РАН Андрей Кустов.
По словам ученых, природное происхождение сырья обеспечивает низкую токсичность данного фотосенсибилизатора при введении в организм человека и способствует его быстрому выведению, предотвращая накопление в тканях и органах. Фотосенсибилизатор обладает высокой степенью чистоты и действует при более низких концентрациях, чем другие фотосенсибилизаторы, используемые в клинической практике.
«Доклинические испытания данной разработки проходили как in vitro на культурах опухолевых и микробных клеток, так и in vivo с использованием лабораторных крыс с ожоговыми ранами и первичными опухолями. В частности, здоровым крысам мы пересаживали кусочек саркомы и через неделю после трансплантации, когда опухоль достигала 1 см в диаметре, проводили один сеанс фотодинамической терапии с нашим фотосенсибилизатором. Через 21 день после сеанса у 100 % крыс была отмечена полная деградация опухолей. Однако за время последующего наблюдения у 25 % были замечены рецидивы, и по окончании контрольного периода (90 дней, что соответствует 5-летней выживаемости у людей) 75 % крыс были полностью здоровы. Это очень хороший результат для опухолей такого рода», — уточняет Андрей Кустов.
Кроме того, фотосенсибилизатор продемонстрировал мощную фотодинамическую активность в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий. Такие результаты стали возможны благодаря эффективной генерации фотосенсибилизатором синглетного кислорода и способности препарата проникать внутрь микробной клетки. Было обнаружено, что 65 % молекул вещества, поглотивших квант света и перешедших в возбужденное состояние, взаимодействуют с растворенным в организме молекулярным кислородом и дают высоко реактивный синглетный кислород, приводящий к гибели микроорганизмов.
В будущем авторы надеются найти способы дальнейшего снижения стоимости процессов получения и очистки фотосенсибилизатора, изучить, каким образом он распределяется в организме и опухолевых клетках, а также повысить эффективность проводимой с ним фотодинамической терапии разных опухолей.
В работе, опубликованной в одном из рейтинговых международных научных изданий, также принимали участие исследователи из Ивановского государственного химико-технологического университета, Ивановской государственной медицинской академии, Ивановской областной клинической больницы, Медицинского радиологического научного центра имени А. Ф. Цыба и Белорусского государственного университета.
Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда (проект № 21-13-00398). Часть использованного авторами работы научного оборудования была закуплена по программе обновления приборной базы, реализуемой Минобрнауки России в рамках нацпроекта «Наука и университеты».
Минобрнауки РФ
Нет комментариев