Новый рак простаты "самонаводящееся устройство" может улучшить обнаружение и обеспечить первое целенаправленное лечение болезни.
Команда исследователей из Университета Пердью синтезировала молекулу, которая находит и проникает в клетки рака простаты, и создала агенты визуализации и терапевтические препараты, которые могут связываться с молекулой и переноситься с ней в качестве груза.
Ожидается, что приложение для радиовизуализации, используемое для сканирования тела, начнет клинические испытания этой осенью, а приложение для оптической визуализации, используемое для измерения клеток рака простаты в образцах крови, уже проходит клинические испытания.
Филип Лоу, Ральф С. Заслуженный профессор биохимии Корли, возглавлявший команду, сказал, что целевое лечение может быть гораздо более эффективным при лечении рака и значительно снизит вредные побочные эффекты, связанные с текущими методами лечения.
"В настоящее время ни один из препаратов, доступных для лечения рака простаты, не является целевым, что означает, что они действуют повсюду в организме, а не только опухоль, и поэтому довольно токсичны для пациента," – сказал Лоу, член Онкологического центра Пердью. "Имея возможность воздействовать только на раковые клетки, мы можем устранить токсические побочные эффекты лечения. Кроме того, способность воздействовать только на раковые клетки может значительно улучшить визуализацию рака для диагностики заболевания, определения того, распространилось ли оно или поддается лечению."
По данным Американского онкологического общества, рак простаты является наиболее распространенным видом рака, помимо рака кожи, и является второй по значимости причиной смерти от рака среди американских мужчин. По оценкам, около 192 280 новых случаев заболевания будут диагностированы, и 27 360 мужчин умрут от рака простаты в Соединенных Штатах в этом году.
Команда Лоу создала молекулу, которая прикрепляется к простатоспецифическому мембранному антигену или PSMA, белку, который содержится в мембране более 90 процентов всех случаев рака простаты. Он также обнаружен в кровеносных сосудах большинства солидных опухолей и может обеспечить способ перекрыть кровоснабжение опухоли, сказал Лоу.
"Разрабатывается множество новых лекарств для разрушения сосудистой сети солидных опухолей, и, если бы они могли быть связаны с этой новой целевой молекулой, у нас могла бы быть двусторонняя атака рака простаты," он сказал. "Мы могли не только напрямую убить клетки рака простаты, но и разрушить сосудистую сеть, питающую опухоли."
По словам Лоу, существует также возможность использования целевой молекулы для атаки на сосудистую сеть солидных опухолей других типов рака.
Две статьи, подробно описывающие работу команды Purdue, были опубликованы в выпуске Molecular Pharmaceutics от 1 июня. Endocyte Inc. профинансировал работу.
Данные исследования на животных показывают способность уничтожать раковые клетки простаты человека у мышей без каких-либо доказательств побочной токсичности в нормальных тканях.
Сумит Куларатне, аспирантка химического факультета Пердью и первый автор обеих статей, сравнила нацеливающую молекулу с самонаводящимся устройством.
"Молекула действует как самонаводящееся устройство при раке простаты," он сказал. "ПСМА, который обнаруживается только в раковых клетках простаты и кровеносных сосудах опухоли, действует как сигнал самонаведения, на который нацелена молекула. Молекула и ее груз попадают только в злокачественную ткань, а здоровая ткань остается невредимой."
Как только молекула достигает белка PSMA, она связывается с ним. По словам Куларатне, молекула имеет особую форму, которая соответствует белку, как ключ от замка. Затем молекула и ее груз переносятся внутрь клетки вместе с белком, когда он проходит свой нормальный цикл.
В 1995 году Лоу разработал аналогичный метод инфильтрации раковых клеток, добавляя лекарства к витамину фолиевой кислоты, который многие раковые заболевания быстро потребляют. Этот метод обеспечил "Троянский конь" проникновение больших лечебных молекул, которые в противном случае не смогли бы проникнуть в раковые клетки.
По его словам, Лоу был вдохновлен найти аналогичный способ борьбы с раком простаты, у которого нет такого же аппетита к фолиевой кислоте.
Ожидается, что клинические испытания приложения для радиовизуализации начнутся осенью в Медицинском центре Университета Индианы в рамках сотрудничества между Онкологическим центром Пердью и Онкологическим центром Университета Индианы при дополнительной поддержке Endocyte Inc.
Агент радиовизуализации, связанный с целевой молекулой, будет вводиться пациентам с раком простаты, и снимки будут сделаны с помощью специальной камеры, которая обнаруживает радиоактивность. На фотографиях показано, где находится рак, чтобы помочь врачам определить, метастазировал ли он или распространился на другие участки тела. По словам Лоу, это также поможет врачам выбрать лучший курс лечения.
В настоящее время существует только один агент радиовизуализации рака простаты, одобренный Управлением по контролю за продуктами и лекарствами.
"В настоящее время возможности визуализации рака простаты очень плохи," Низкий сказал. "Существующий агент визуализации ограничен из-за его большого размера, который трудно попасть в солидную опухоль. Кроме того, он ищет цель, расположенную внутри раковой клетки, и может отмечать только поврежденные клетки, которые разваливаются, в отличие от активно растущих раковых клеток."
Комбинация нацеленной молекулы и агента радиовизуализации, разработанная группой Лоу, более чем в 150 раз меньше, чем существующий агент, и имеет гораздо более легкое проникновение через твердую опухоль, чтобы достичь всех клеток внутри, сказал он. Он также имеет то преимущество, что нацелен на область PSMA, находящуюся вне раковых клеток.
Уже проходят клинические испытания приложение для оптической визуализации, которое включает прикрепление флуоресцентного красителя к целевой молекуле и смешивание его с образцом крови пациента. Циркулирующие клетки рака простаты в образце флуоресцируют, и их легко измерить, чтобы помочь в диагностике пациентов с раком простаты. По словам Лоу, исследователи также изучают, можно ли это использовать для оценки реакции пациента на терапию.
Исследовательская группа Лоу смоделировала целевую молекулу по образцу встречающейся в природе молекулы, которая прочно связывается с PSMA, под названием DUPA. По словам Куларатне, для создания молекулы, отвечающей потребностям самонаводящегося устройства и средства доставки, потребовалось несколько изменений. Команда создала область на молекуле, которая будет связываться с различными визуализирующими или терапевтическими агентами, чтобы доставить их в качестве груза, и создала спейсер, который растягивал бы молекулу так, чтобы ее груз не мешал ей должным образом вписаться в сайт связывания. Спейсер также был разработан для улучшения связывания целевой молекулы с PSMA.
Источник: Purdue University (новости: в сети)