Новый гель для фотодинамической терапии рака синтезировали российские ученые

Новый гель, который подавляет клетки плоскоклеточного рака, особенно при фотодинамической терапии, создали исследователи из Института биомедицинской химии имени В. Н. Ореховича и Тверского государственного университета.

Гель блокирует клеточный цикл раковых клеток с помощью активных форм кислорода.

Плоскоклеточный рак — это второй по распространённости вид злокачественных кожных новообразований. Его можно лечить с помощью фотодинамической терапии (ФДТ).

Метиленовый синий (МС) — известный краситель, который используют в ФДТ. Но его применение ограничено из-за быстрого восстановления в биологической среде и агрегации, что снижает активность в образовании активных форм кислорода.

Чтобы решить эту проблему, МС инкапсулировали в матрицу серебросодержащего супрамолекулярного геля. В результате совмещения исходных систем возник синергетический эффект при минимальных концентрациях компонентов.

Сначала учёные определили диапазон концентраций красителя, при которых он может образовывать стабильные гели с цистеин-серебряным золем (ЦСЗ). Полученные гидрогели оказались тиксотропными: при слабом воздействии они превращались в раствор, а в состоянии покоя обратно становились гелем. Это свойство важно при создании носителей для биологически активных соединений.

Затем исследователи выяснили, как молекулы красителя взаимодействуют с частицами ЦСЗ. Это позволило предположить, как гидрогели могут влиять на раковые клетки. Эксперименты показали, что гели в 4 раза эффективнее подавляют клетки плоскоклеточного рака, чем исходные компоненты. А при облучении гелей их активность увеличивается в 3 раза.

Гели устроены так, что при взаимодействии компонентов получаются частицы типа ядро-оболочка, как Земля. Частицы системы способны передавать друг другу энергию под воздействием облучения. Это похоже на явление интерференции волн, которые усиливают друг друга. Получается, что суммарный эффект системы в генерации кислорода, убивающего раковые клетки, больше, чем сумма отдельных эффектов, — пояснил Дмитрий Вишневецкий, кандидат химических наук, доцент кафедры физической химии ТвГУ и научный сотрудник НЦМУ института биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках государственной поддержки создания и развития научно-исследовательских центров мирового уровня в рамках национального проекта «Наука и университеты»„Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение“.

Результаты опубликованы в журнале Gels.

23.10.2024