Термометр и медь в борьбе с раком

1 августа отмечается Всемирный день борьбы с раком легких. Ежегодно появляются новые открытия и достижения, связанные с диагностикой и лечением онкологических недугов. На этот раз свою лепту внесли и российские ученые.

Команда специалистов из Российской академии наук, Инженерной академии РУДН, Научно-исследовательского института РЛ МГТУ имени Н.Э.Баумана и Фрязинского филиала ИРЭ имени В.А.Котельникова изобрела метод радиотермографии, способный диагностировать наличие в организме раковой опухоли по показаниям температуры. Подробности разработки были опубликованы в журнале Sensors.

По словам авторов изобретения, опухоли изменяют температуру соответствующих тканей. Однако температуру внутри тела не измеришь обычным, даже инфракрасным, термометром, он показывает только температуру кожи. Поэтому ученые разработали специальное устройство, оснащенное соответствующим программным обеспечением, которое позволяет точно определить местонахождение в организме источника повышенного тепла.

В ходе процедуры на тело пациента ставят небольшую антенну и дают ему выпить вод­ный раствор глюкозы. Это приводит к повышению температуры тела на 0,1-0,2 градуса. Однако в том случае, если внутри организма есть опухоль, в этом месте будет зафиксировано повышение температуры на 1-2 градуса. Значение продержится в течение нескольких минут.

«Нашей целью было показать возможность определения внутреннего теплового поля человека с помощью многоканального многочастотного радиотермографа, – рассказывает одна из ведущих авторов разработки, доцент кафедры нанотехнологий и микросистемной техники Инженерной академии Российского университета дружбы народов Светлана Агасиева. – Новизна этого подхода заключается в том, что мы попытались более точно определить положение источника тепла, выполнить 3D-визуализацию внутреннего теплового поля и отслеживание того, как меняется температура в определенном месте внутри человеческого тела».

Предварительные эксперименты на реальных пациентах показали, что метод работает. «Подробная информация о внутреннем тепловом поле тела позволяет не только обнаружить внутреннюю злокачественную опухоль, но и определить глубину ее расположения, – говорит Агасиева. – Радиотермография дает возможность более детального анализа состояния тела и ранней диагностики различных патологий. Конечно, еще слишком рано говорить обо всех возможностях и преимуществах нового метода радиотермографии. Они будут подтверждены в ходе клинических испытаний, которые начнутся в ближайшее время».

А недавно исследователи из Массачусетского технологического института и Гарвардского университета выяснили, что с помощью обычной меди можно «программировать» клеточную смерть. Об этом рассказывает статья в журнале Science.

Как известно, при лечении рака основное внимание уделяется «убийству» злокачественных клеток. Для этого зачастую применяют методы химио- и лучевой терапии, а также оперативные способы, что, как правило, снижает качество жизни и весьма негативно сказывается на здоровье пациентов.

Итак, ученые обнаружили, что медь способна связываться со специализированными белками, образуя соединения, токсичные для клетки. Более ранние исследования показали, что существуют небольшие молекулы ионофоров, перемещающие атомы меди через клеточные мембраны. Эти процессы приводят к гибели клеток, в том числе и раковых.

Такая форма клеточной смерти названа купротозом. Чтобы на основе нее изобрести эффективный препарат от рака, необходим, разумеется, комплекс клинических испытаний. Одна из главных задач заключается в том, чтобы воздействовать именно на опухоль, не разрушая здоровые клетки. Впрочем, она уже была решена в процессе предыдущих разработок.

Так, специалисты из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе во главе с профессором химической и биомолекулярной инженерии И Таном придумали средство, представляющее собой крошечную капсулу, способную подавлять злокачественные клетки, не повреждая при этом здоровые. Капсула размером около 100 нанометров состоит из полимера, который растворяется в воде и доставляет непосредственно в ядра раковых клеток протеиновый комплекс – апоптин, полученный из птичьего вируса анемии. Накапливаясь в ядрах злокачественных клеток, апоптин заставляет их самоуничтожаться.

В отличие от генной терапии новый механизм лечения рака не дает риска мутаций, он не вызывает и негативных последствий для здоровых клеток, которые могут проявляться при химиотерапии.

В начале 2017 года появилась информация о том, что в Государственном научно-исследовательском институте особо чистых препаратов Федерального медико-биологического агентства (ФМБА) России получено принципиально новое средство для лечения злокачественных опухолей, разработанное с помощью биотехнологий. Условное название – «Белок теплового шока».

Действующее вещество препарата состоит из молекул, которые способны синтезировать клетки организма человека при стрессорных воздействиях для защиты от повреждений. Помимо этой функции чудо-белок вырабатывает антигены, усиливая иммунный ответ против опухоли.

К сожалению, наш организм вырабатывает количество белка, недостаточное для того, чтобы был достигнут терапевтический эффект. А вот биотехнологии позволяют получить его в нужном количестве. Кстати, чтобы изучить структуру белка, ученым пришлось сформировать из него чистые кристаллы, что проблематично в условиях земного притяжения. Поэтому сверхчистый белок в капиллярных трубочках переправили на МКС, и через полгода были сформированы идеальные кристаллы, которые затем подвергли анализу.

Доклинические испытания проводились на мышах и крысах, страдавших меланомой и саркомой. При этом полное излечение наступало даже на поздних стадиях развития опухолей! Так что работа по борьбе с раком во всем мире ведется постоянно, и, возможно, рано или поздно настанет день, когда онкологию можно будет вылечить так же легко, как и простуду.

Лада КОВАЛЕНКО