14:00 
Исследователи из ETH Zurich разработали молекулярный переключатель, управляемый светом. Он выводит клетки рака легких из защитного состояния покоя, делая их более доступными для лечения.
Опухолевые клетки могут впадать в состояние, подобное сну, и тем самым избегать разрушительного воздействия противораковых лекарств. При некоторых типах заболевания, например, при некоторых формах рака легких, это состояние провоцируется гормонами стресса в организме. Внутри раковых клеток глюкокортикоидные рецепторы распознают гормоны, и клетки в ответ переходят в состояние, в котором они практически не делятся. Это делает многие методы лечения неэффективными. Ученые пытаются отключить эти рецепторы, чтобы разбудить раковые клетки от сна и сделать их уязвимыми для атак.
Свет ограничивает воздействие на опухоль
Проблема в том, что каждая клетка нашего тела имеет рецепторы глюкокортикоидов, которые выполняют важные функции, в том числе по уменьшению воспаления и для иммунной системы. Устранение всех этих рецепторов по всему организму будет иметь катастрофические побочные эффекты, поэтому существует необходимость в высокоспецифичном методе, который разрушает только глюкокортикоидные рецепторы опухолевых клеток.
Исследователи из ETH Zurich нашли решение, разработав систему, вызывающую разрушение этих рецепторов. Свет можно использовать для избирательной нейтрализации воздействия системы на окружающие здоровые ткани, чтобы воздействие ограничивалось опухолью. «Эта система основана на существующих медицинских технологиях и, следовательно, предлагает реалистичную перспективу локализованной терапии», — говорит Робин Шойплейн, один из первых авторов публикации и аспирант исследовательской группы под руководством Катарины Гапп, профессора эпигенетики и нейроэндокринологии.
Мечение обеспечивает быструю утилизацию рецепторов
В своем подходе исследователи использовали систему переработки, которая естественным образом существует в организме. Эта система обнаруживает дефектные белки и помечает их для утилизации, прикрепляя небольшую молекулу – так сказать, «мусорную» метку. Белки, помеченные таким образом, затем расщепляются. Теперь исследователи модифицировали этот процесс специально для утилизации глюкокортикоидных рецепторов на опухолевых клетках.
Для этого они создали переключатель, состоящий из трех частей: субъединицы, которая связывается с рецептором, гибкой соединительной части и еще одной субъединицы, которая связывается с ферментом, ответственным за прикрепление мусорной этикетки. Хитрость заключается в химической конструкции соединительного элемента: при нормальном освещении он растягивается так, что фермент оказывается на правильном расстоянии от рецептора, чтобы пометить его. Таким образом, клетка получает сигнал о необходимости расщепления и утилизации рецептора. Под воздействием света заданной длины волны соединительная деталь перегибается. В результате фермент и рецептор больше не имеют правильного взаимного расположения для прикрепления мусорных этикеток.
Клетки рака легких, пробуждающиеся от сна в лаборатории
Эта научная разработка стала возможной благодаря сотрудничеству различных исследовательских групп в ETH Zurich. Для этих экспериментов профессор органического синтеза Эрик Каррейра и его команда изготовили несколько соединительных деталей. При включении в коммутатор две из этих частей во время испытаний показали именно желаемые характеристики. А именно, свет можно использовать для переключения между формой, которая вызывает деградацию рецептора, и формой, которая этого не делает.
Цель состоит в том, чтобы применить этот переключатель для высокоточного локализованного лечения рака. С этой целью его вводят в опухоль, а затем с помощью света специально отключают все переключатели, которые мигрируют из опухоли в здоровые ткани.
Поэтому активность может быть строго ограничена ядром опухоли, сохраняя окружающие ткани и вызывая значительно меньше побочных эффектов. Эффект обратим и его можно точно контролировать».
Робин Шойплейн, один из первых авторов публикации
На лабораторных культурах клеток рака легких исследователям уже удалось продемонстрировать ожидаемый биологический эффект, при этом активное вещество приводит к быстрому разрушению глюкокортикоидных рецепторов опухолевых клеток. Анализ генетической активности также показал, что в результате клетки выводятся из спящего состояния. «Конечно, теперь для этого потребуется быть проверено и на живых организмах», — говорит Шойплейн.
Применение при раке молочной железы и простаты
Более того, исследователям все еще необходимо оптимизировать систему для применения в терапии рака. Поскольку свет проникает в ткань всего на несколько миллиметров, источник света должен быть размещен близко к границам опухоли, чтобы создать защитный оптический барьер. Например, в случае рака легких этого можно легко добиться с помощью эндоскопа.
