Как узнать, сработало ли лекарство? – Теперь препараты сами способны сигнализировать об этом!

Модифицированный противоопухолевый препарат способен одновременно поражать раковые клетки и сигнализировать о своей активности.

Известно, что противоопухолевые препараты можно модифицировать для специфического (направленного) поражения определенных опухолевых сайтов в целях персонализированного лечения. В то время как факт доставки препарата в нужное место определить относительно легко, его терапевтическое действие проследить сложнее. Теперь группа исследователей под руководством Бин Лю (Bin Liu) из Института Исследования Материалов и Инженерии A*STAR (A*STAR Institute of Materials Research and Engineering, Сингапур) и Бен Жонг Танг (Ben Zhong Tang) из Гон-Конгского Научно-Технологического Университета (Hong Kong University of Science and Technology) разработала противоопухолевый препарат со встроенным механизмом, сигнализирующем о том, что препарат подействовал.

Лекарственные средства на основе платины эффективны при многих типах рака. Они поражают клетки благодаря механизму запуска апоптоза (программируемой гибели клеток), однако могут обладать серьезными побочными эффектами. Тем не менее, их нетоксичные формы можно модифицировать в особый тип пропрепарата (предшественника) таким образом, чтобы лекарство приняло токсичную форму только после попадания в опухолевые клетки-мишени, не повредив здоровые.

Лю и ее коллеги продвинулись еще на шаг дальше, модифицировав пропрепарат не только для эффективного поражения опухолевых клеток, но и для демонстрации достижения желаемого эффекта. Согласно мнению Лю, эта дополнительная возможность может стать критически важной в улучшении противоопухолевых препаратов.

«Ранняя оценка ответа пациентов на определенную противоопухолевую терапию очень важна при клиническом применении, поскольку может минимизировать продолжительность неэффективных курсов лечения. Эффективность лечения обычно оценивается с использованием магнитно-резонансного сканирования для измерения размера опухоли, однако это неудовлетворительный метод, поскольку изменения в размерах не очевидны на ранней стадии терапии», – поясняет Лю.

В новую систему Лю и ее исследовательская группа включили сенсор апоптоза, высвобождающийся при превращении пропрепарата в токсическую форму внутри опухолевой клетки-мишени. Токсическая форма запускает апоптоз клетки и активирует фермент каспазу 3, расщепляющий сенсор апоптоза и вызывающий флуоресценцию зеленым цветом. Это обеспечивает выработку видимого сигнала, сообщающего о поражении клеток препаратом.

Лю и ее коллеги оценили работу механизма, обработав культивируемые опухолевые клетки модифицированным пропрепаратом платины. Исследователи наблюдали постепенное возрастание флуоресценции в опухолевых клетках с достижением максимума флуоресценции через шесть часов после обработки. Неопухолевые клетки не были затронуты, что стало доказательством эффективности таргетного механизма препарата.

Такой способ неинвазивной визуализации в режиме реального времени апоптоза, индуцированного препаратом, может использоваться для оценки терапевтического ответа на специфические противоопухолевые препараты на ранних стадиях, поясняет Лю.

«Наша система способна одновременно доставлять лекарственные вещества и неинвазивно оценивать терапевтический ответ на месте», – комментирует исследователь.

По материалам The Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)

Оригинальная статья:
Youyong Yuan, Ryan T. K. Kwok, Ben Zhong Tang, Bin Liu. Targeted Theranostic Platinum(IV) Prodrug with a Built-In Aggregation-Induced Emission Light-Up Apoptosis Sensor for Noninvasive Early Evaluation of Its Therapeutic Responses in Situ. Journal of the American Chemical Society, 2014; 136 (6): 2546 DOI: 10.1021/ja411811w