Ученые Центра энергетических наук и технологий Сколтеха и Института проблем химической физики РАН совместно с коллегами из Национального университета Тайваня обнаружили, что соединения фуллерена могут эффективно убивать клетки немелкоклеточной карциномы легкого и выяснили механизмы их противоопухолевого действия.
Рак легкого является одним из самых распространенных и тяжелых онкологических заболеваний. Каждый год в мире регистрируют более миллиона новых случаев этой болезни, и 60% из них заканчиваются смертью пациента.
Около 85% всех случаев заболевания раком легкого приходится на немелкоклеточную карциному. Этот тип опухоли очень тяжело поддается лечению из-за активного метастазирования (распространения по другим органам и тканям), частых рецидивов (возвращения заболевания) и устойчивости к классическим противоопухолевым препаратам.
Существующие химиотерапевтические препараты – цитостатики - угнетают развитие раковых клеток, приводя к их гибели, но при этом они являются крайне токсичными и для здоровых клеток, что является причиной серьезных побочных эффектов.
Особая форма углерода, называемая фуллереном, представляет собой молекулы, состоящие из 60 атомов углерода и напоминающие по форме футбольный мяч. Для придания фуллеренам растворимости в воде и биологических средах к их поверхности химически присоединяют полярные функциональные группы.
Группа ученых из Сколтеха под руководством профессора П. А. Трошина в сотрудничестве с коллективом из Национального университета Тайваня обнаружили, что некоторые соединения фуллеренов являются токсичными для клеток немелкоклеточной карциномы легкого и вызывают их гибель. В то же время, они практически не токсичны для здоровых клеток, что было продемонстрировано как на клеточных моделях, так и на животных.
«Механизмы, приводящие к гибели раковых клеток при воздействии на них производных фуллеренов, оставались неизвестными до недавнего времени. В этой работе нам удалось выяснить, что реализуются, по крайней мере, два из них – это апоптоз и аутофагия. Интересно, что именно природа присоединенных к молекуле фуллерена полярных групп и определяет, какой именно механизм работает в том или ином случае» - пояснила один из авторов работы, аспирант Сколтеха Ольга Краевая.
Обнаруженное противоопухолевое действие производных фуллеренов открывает большие возможности для создания новых эффективных препаратов для лечения немелкоклеточной карциномы легкого.
Результаты работы опубликованы в журнале JournalofMedicinalChemistry(https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.9b00652).
