Химики создали новые противоопухолевые молекулы против устойчивых форм рака

МОСКВА, 26 марта. /Новости науки/. Международная группа ученых во главе с российскими специалистами синтезировала новые варианты антрациклинов — известных противоопухолевых соединений, которые уже более 50 лет применяются для лечения рака, но постепенно теряют эффективность из-за устойчивости опухолевых клеток. Новые вещества смогли подавить деление даже тех раковых клеток, которые больше не чувствительны к традиционным препаратам этого класса, сообщает пресс-служба РНФ.
«До создания новых лекарств на основе полученных нами молекул предстоит пройти еще долгий путь: испытать их действие на животных, подробнее исследовать их механизм работы и токсичность. Но полученные нами данные — уже важный шаг к созданию препаратов нового поколения для людей с онкологическими заболеваниями. В дальнейшем мы планируем масштабировать метод получения предложенных соединений и провести доклинические исследования наилучшего лекарственного кандидата», — приводятся в сообщении слова руководителя проекта, поддержанного грантом РНФ, доктора химических наук, доцента, заведующего лабораторией синтеза антибиотиков, преодолевающих резистентность, НИИ по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе Александра Тихомирова.

Как отмечают ученые, антрациклины до сих пор остаются важной частью терапии рака молочной железы, рака крови и ряда других онкологических заболеваний. Эти молекулы встраиваются в ДНК опухолевых клеток и блокируют их деление.

Свечение полученных соединений в ядрах раковых клеток (соединения светятся красным, ядро — синим).

  Однако со временем часть опухолей вырабатывает устойчивость к таким препаратам. В частности, раковые клетки начинают активно выводить лекарство наружу и тем самым снижают его эффективность. Кроме того, большинство антрациклинов обладают серьезными побочными эффектами, поскольку повреждают не только опухоль, но и здоровые ткани, особенно сердечную мышцу.

Именно поэтому исследователи пытаются изменить структуру этих молекул так, чтобы сохранить их противоопухолевое действие и при этом снизить токсичность.

В новой работе ученые из НИИ по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе, Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАН и Института медицинских исследований Рега в Бельгии создали 11 новых соединений на основе одного из известных антрациклинов.

Для этого исследователи присоединили к исходной молекуле специальный кольцевой фрагмент с разными химическими группами — либо более гидрофобными, то есть «избегающими воды», либо более гидрофильными, то есть «любящими воду».

Затем ученые проверили активность полученных соединений на культурах различных опухолевых клеток, включая клетки рака крови, рака шейки матки и рака толстой кишки.

Оказалось, что наилучшие результаты показали молекулы с гидрофобными заместителями. Именно такие варианты эффективно подавляли деление клеток, устойчивых к классическим антрациклинам.

По словам исследователей, гидрофобные фрагменты сделали новые молекулы менее уязвимыми для клеточных механизмов, которые обычно выкачивают лекарство из опухолевой клетки. Напротив, соединения с гидрофильными группами работали заметно слабее.

Дополнительный анализ показал, что наиболее эффективные молекулы действуют по тому же базовому принципу, что и обычные антрациклины: они проникают в ядро раковой клетки, связываются с ее ДНК и мешают работе ферментов, необходимых для деления.

Однако у новых соединений нашлось и важное отличие. В отличие от традиционных препаратов этого класса, они почти не вызывали избыточного образования активных форм кислорода — агрессивных молекул, которые повреждают как опухолевые, так и здоровые клетки.

Это означает, что новые вещества потенциально могут быть менее токсичными для организма и вызывать меньше побочных эффектов, чем существующие антрациклины.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Bioorganic & Medicinal Chemistry.