🔬Рубрика: научные факты наших лабораторий
🔬Рубрика: научные факты наших лабораторий Как объединить диагностику и лечение рака в одной процедуре? Ученые разрабатывают тераностики — препараты двойного действия. Они одновременно показывают опухоль и уничтожают её. Звучит просто, но на молекулярном уровне это задача со звёздочкой. Чтобы молекула светилась, ей нужно поглощать свет и быстро его переизлучать. А чтобы убивать клетки, она должна передавать энергию кислороду, переводя его в особое состояние — так называемый синглетный кислород. Это очень активная форма кислорода, которая вступает в реакции с белками и липидами клеточных мембран, повреждает их и запускает гибель клетки. Проблема в том, что эти два процесса — свечение и генерация агрессивного кислорода — конкурируют между собой. Усиливаешь одно — слабеет другое. Поэтому ключевой вопрос: как найти баланс. Исследователи из Иванова и Казани взяли за основу красители BODIPY и добавили в их структуру атомы брома. Бром в этом случае работает как регулятор: он не гасит свечение полностью, но при этом помогает молекуле эффективно передавать энергию кислороду. В итоге молекула достаточно ярко светится, чтобы её можно было увидеть в тканях, и при этом производит достаточно синглетного кислорода, чтобы повредить раковые клетки при облучении светом. Но есть ещё одна проблема. Молекулы BODIPY плохо растворяются в воде, а кровь и ткани — водная среда. Просто вколоть такое вещество нельзя — оно соберётся в комки (агрегаты) и не доберётся до опухоли. Поэтому учёные нашли решение: они упаковали молекулы в пористые наночастицы из металл-органического каркаса под названием ZIF-8. Это что-то вроде микроскопических контейнеров, внутри которых лекарство защищено от контакта с водой и биологическими жидкостями. В кровотоке частицы спокойно циркулируют, ни с чем не реагируя. Но когда такая частица попадает в опухолевую ткань, она встречается с кислой средой — раковые клетки выделяют молочную кислоту, и pH там заметно ниже, чем в здоровых тканях. В этих условиях каркас ZIF-8 начинает разрушаться, и активные молекулы постепенно высвобождаются прямо внутри опухоли. Никаких лишних реакций в здоровых органах — только там, где нужно. А продукты разрушения ZIF-8 спокойно выводятся из организма человека без вреда. Всё это уже не просто теория. Подобные исследования ведутся в университетах и научных центрах по всей стране. И занимаются этим не только профессора, но и студенты, аспиранты и молодые ученые. В российских вузах и институтах много лабораторий, куда берут ребят без опыта, но с живым интересом. Химия, биология, медицинская физика — с этих направлений можно попасть в реальную науку уже на первом-втором курсе. С полным текстом статьи можно ознакомиться по ссылке: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2023.121892 ✅Проект ИХР РАН по популяризации науки поддержан Минобрнауки России и Десятилетия науки и технологий.