Учёные из Японии разработали экспериментальный способ синтезировать противораковое вещество непосредственно внутри опухолевых клеток. Метод использует избыток угарного газа, который в повышенных количествах вырабатывают некоторые виды рака. Результаты работы исследователей из Института передовых исследований RIKEN опубликованы в журнале Nature Communications.
В основе подхода лежит химическая реакция с участием палладациклов — металлоорганических соединений палладия. Они превращают угарный газ в фенантридинон, отдельные производные которого обладают токсичностью для клеток и применяются в противораковых препаратах. Таким образом, опухоль сама предоставляет исходное вещество для создания лекарства.
Главной проблемой стала нестабильность палладиевого катализатора внутри клетки. Его быстро обезвреживает глутатион — естественное клеточное соединение. Чтобы защитить катализатор, специалисты поместили палладацикл внутрь альбумина, белка, содержащегося в крови. Такая оболочка позволила комплексу сохранять активность после попадания в клетки.
После отбора наиболее эффективного варианта исследователи испытали защищённый комплекс на культурах клеток рака печени, шейки матки, молочной железы и лёгких, а также на здоровой клеточной линии. Через 48 часов фенантридинон обнаружили во всех четырёх типах раковых клеток, но не в незлокачественных. Это показало, что реакция запускается благодаря химическим условиям, характерным для опухолевых клеток.
Затем учёные изменили систему так, чтобы образовавшееся соединение отделялось от альбумина и свободно перемещалось внутри клетки. В клетках рака печени удалось получить высокотоксичное производное фенантридинона, используемое в противораковой терапии, после чего оно начало повреждать эти клетки. При этом анализ крови не выявил образования токсичного вещества до достижения опухоли: связанный с гемоглобином угарный газ оказался недоступен для реакции.
Руководитель работы Кацунори Танака назвал исследование важным шагом в развитии синтетической химии для лечения заболеваний внутри организма. «В нашей терапевтической стратегии молекулы, естественно присутствующие в организме или образующиеся в нём, включая метаболиты, связанные с болезнью, используются как эндогенное сырьё для синтеза терапевтических молекул непосредственно в очаге заболевания», — сказал он. Следующим этапом станут испытания на животных, которые должны показать, достигает ли катализатор опухолей, образуется ли достаточное количество препарата и удаётся ли избежать повреждения здоровых тканей.