Борьба с молчаливым убийцей: благодаря ученым КФУ "побочки" лекарств от рака могут исчезнуть

Разработка поможет в диагностике и лечении рака
Исследователи лаборатории «Биомаркер» Института фундаментальной медицины и биологии КФУ разработали механизм поиска специфичных мишеней в раковых клетках, куда будут направлять лекарства. В перспективе это позволит сделать лечение рака более эффективным и с меньшим количеством побочных действий. Белок, с которым работают ученые, находится в 90% раковых клеток яичника. Также он встречается в случае рака молочной железы, легких, поджелудочной и щитовидной желез.

Авторами разработки являются доктор биологических наук, заведующая кафедрой биохимии, биотехнологии и фармакологии Института фундаментальной медицины и биологии КФУ Рамзия Киямова и профессор Михаил Богданов, работающий сейчас в Хьюстонском университете Техаса США. Изучаемый механизм можно будет применить и к другим белкам. Это значит, что в перспективе можно разработать препараты, направленные не на один конкретный белок, а на опухолевые клетки многих органов. Исследование поможет не только в лечении рака, но и в его диагностике. Например, если пометить антитела светящимся красителем, можно будет визуализировать микрометастазы в брюшной полости пациенток с раком яичника. Это позволит хирургу их распознать и успешно удалить. 

Ученые исследуют мишени для лекарств в опухолевых клетках 

В чем суть исследований казанских ученых? В раковых клетках содержится особый белок — фосфатный транспортер NaPi2b. У этого белка есть небольшой участок — эпитоп, он и является уникальной мишенью для лекарств против рака. Рамзия Киямова предположила, что в нормальных клетках эпитоп закрыт, а в опухолевых клетках он слегка открыт. Говоря научным языком, белок имеет опухоль-специфическую конформацию. 

"Приоткрываются спрятанные эпитопы — небольшие участки белковой молекулы, которые в нормальных клетках закрыты, а в опухолевых клетках они открыты. Это говорит о том, что, вероятно, существует механизм появления опухоль-специфичных мишеней в злокачественных клетках. Именно его мы и изучаем", - доктор биологических наук Рамзия Киямова. 

Профессор Михаил Богданов предположил, что кроме конформации меняется еще и топология (взаимное расположение) отдельных доменов белка. Конец белка здоровой клетки обращен внутрь, а опухолевой клетки — наружу. Так, этот конец становится еще одной уникальной мишенью, на которую могут специфично действовать лекарства.

"Наш проект уникален в том, что мы предложили совершенно оригинальную идею изменения конформации и топологии мембранных белков в опухолевых клетках. Это очень смелое предположение, которое откроет невероятные перспективы для разработки нового класса противоопухолевых препаратов", - говорит Рамзия Киямова. 

Лечение рака станет эффективнее, а побочные действия исчезнут 

В перспективе гипотеза об изменении топологии и конформации мембранных белков может привести к разработке биспецифических антител — антител, которые будут действовать сразу на две мишени при терапии. Эффективность такого лечения рака будет гораздо выше существующих сейчас вариантов. 

"Мы инициировали целый ряд экспериментов, чтобы проверить нашу гипотезу. За три года уже накоплены определенные результаты, которые позволяют нам предполагать, что мы действительно нащупали механизм появления опухоль-специфических эпитопов. Сейчас мы должны еще раз все перепроверить и подтвердить разными подходами и методами", - доктор биологических наук Рамзия Киямова 

Главное преимущество разработки в том, что она сделает действие лекарств против рака более специфичным. Препараты будут действовать только на опухолевые клетки, благодаря чему значительно снизится количество побочных эффектов от лечения.

Обычная химиотерапия направлена на все быстро делящиеся клетки. Но к такому типу относятся не только раковые клетки, но и клетки эпителия — ткани человека, образующей поверхность кожи и стенки внутренних органов. Из-за этого при химиотерапии выпадают волосы и наблюдаются многие другие побочные действия. 

В США испытывают новый препарат против рака яичника и рака легких

Впервые идея появилась у Рамзии Киямовой еще в 2005 году, когда она жила в Киеве и работала в Институте молекулярной биологии и генетики НАН Украины. Именно тогда она выявила участок белка NaPi2b, который является мишенью для противоопухолевых препаратов, и запатентовала его совместно с другими учеными. Сейчас фармацевтическая компания в США проводит клинические испытания трех препаратов на основе моноклональных антител, действующих на эпитоп транспортера NaPi2b. Рамзия Киямова является одним из авторов патента на этот эпитоп. Препараты будут представлять собой инъекции. Они могут быть использованы в лечении рака легких и рака яичника. 

"На данный момент в Штатах находятся в стадии испытаний три антитела. К этим антителам пришиты молекулы, которые убивают опухолевую клетку. Некоторые из них показали достаточную эффективность и уже находятся на последних стадиях клинических испытаний", - доктор биологических наук Рамзия Киямова.

Клетки рака подсадят мышам 

Исследование требует некоторых доработок и дополнительных доказательств. Начиная с 2020 года казанских ученых финансирует Российский научный фонд. Он будет выделять исследователям по 6 млн рублей в течение трех лет. Часть экспериментов проводят в Казани, другую часть — в Техасе. 

"Сейчас мы работаем на клеточных линиях — это в пробирке. Следующим этапом опухолевые клетки подсаживаются мышам, и в условиях in vivo мы сможем смотреть другими методами", - говорит Рамзия Киямова 

Клинические исследования можно будет провести только за рубежом. Это связано с тем, что в России пока нет компаний, способных выделить необходимую сумму на процесс. Чтобы провести одно полное клиническое исследование препарата, нужно потратить порядка 1 млрд долларов. 

"Клинические испытания — это очень дорогое удовольствие. Порядка, может, миллиарда долларов одно клиническое испытание. Широкомасштабные испытания препаратов на основе моноклональных антител могут позволить себе только очень крупные зарубежные фармацевтические компании", - доктор биологических наук Рамзия Киямова
К концу 2021 года ученые КФУ планируют опубликовать результаты исследований сразу в нескольких международных изданиях. 

Подробнее: https://sntat.ru/news/science/14-01-2021/borba-s-molchalivym-ubiytsey-blagodarya-uchenym-kfu-pobochki-lekarstv-ot-raka-mogut-ischeznut-5798328