Молекулярные биологи нашли «снаряды» для точечных ударов по клеткам опухолей

Процесс поглощения клеткой кремниевых точек с прикрепленными к ним фрагментами антительной молекулы. Иллюстрация Physorg

История открытия и изучения рентгеновского излучения и радиации порой весьма трагична. Анри Беккерель и Мария Кюри, ученые, открывшие эти феномены и занимавшиеся их исследованиями, в итоге «заработали» онкологические заболевания. Не случайно защитники женского здоровья долгие годы выступали против маммо- и флюорографии. Но компьютеры позволили резко уменьшить дозу облучения.

И вот теперь на помощь врачам постепенно приходит брахитерапия, позволяющая проводить максимально точное воздействие на очаг клеточной пролиферации, щадя при этом его окружение. В свое время большие надежды возлагались на радиоконъюгаты – источники облучения, соединенные с моноклональными антителами (МАТ). Можно напомнить, что именно с МАТ был достигнут первый успех иммунотерапии при воздействии на белковый рецептор (Human Epidermal growth factor Receptor). С ним на поверхности эпителиальных клеток молочной железы связывается протеин ростового фактора, подстегивающий их деление. Лечение МАТ недешевое, но помогает с проблемой справиться.

В течение четверти века разрабатываются и химерные рецепторы антигенов (CAR – Chimeric Antigen Receptors). Действие на СAR опухолевых антигенов стимулирует естественный киллер Т-лимфоцит, который убивает их. Но последние годы показали отсутствие ожидавшейся эффективности. Недавно стало относительно ясно, почему методом связывания антителами не удается справиться с трансформированными клетками.

Выяснилось, что антительные молекулы, состоящие из пар тяжелых (Н) и легких (L) цепей, не достигают цели. Оказалось, что антительные молекулы размером порядка 20 нанометров слишком велики, чтобы выполнить ювелирную работу. Дело в том, что участок связи с антигеном – всего 15 нм.

Неудивительно, что молекулярные биологи обратили свои взоры в сторону акул и южноамериканских лам, которые имеют мини-антитела с одной Н-цепью. Данная особенность геномов этих животных была открыта еще в 1989 году в Свободном университете Брюсселя. В то время применения им не нашли, но уже в 2021 году было показано, что антительные молекулы можно уменьшить – с сохранением эффективности.

Сегодня мини-антитела находят все более широкое применение, тем более что их получают с помощью сине-зеленых водорослей спирулина, дрожжей и молочных лактобацилл и молочно-кислых лактококков. Вполне возможно, что с помощью такого рода и более «совершенных» антител можно будет восстанавливать нарушенный вследствие патологического клеточного роста иммунный баланс. Идею подсказали молекулярные иммунологи, ищущие способы борьбы с аутоиммунными расстройствами. Эти патологии характеризуются развитием воспаления, которое наблюдается и при опухолях.

Известно, что «наивные» Т-лимфоциты проходят «обучение» в тимусе, или зобной железе, где они знакомятся с антигенами собственных клеток. После этого Т-лимфоциты делятся на «эффекторы» и «регуляторы». Первые под действием трансформирующего фактора роста (TGF) могут давать воспаление, вторые же его гасят. В университете Хоккайдо (Япония) выяснили, что итаконовая кислота (Itaconate), широко используемая при производстве каучука, «гасит» аутоиммунность, модулируя возникший дисбаланс Т-лимфоцитов, который наблюдается при опухолях. Авторы отмечают, что использование этого регулятора клеточного обмена позволило справиться с хроническим воспалением в опытах на лабораторных мышах. Этот регулятор может защитить эпителиальные клетки от трансформации под действием Т-лимфоцитов с их TGF. Но это – задача на будущее.

Пока же специалисты Корнеллского университета в городе Итака (США) создали кремниевые «точки»-dots, диаметр которых не превышает 8 нм. Известно, что к поверхности кремния легко прилипают органические молекулы и в том числе хвосты антител. Корнеллевские наночастицы использовали в Институте раковых исследований в Нью-Йорке, прикрепив к ним фрагменты антител против рецептора ростового фактора. Столь малый размер конъюгата способствовал тому, что раковые клетки желудка легко поглощали его частицы с фрагментов легкой цепи антитела. В результате лекарство попадало по адресу.

Преимущество использования наночастиц проявилось в том, что у мышей отсутствовало «возвращение» процесса на фоне активных маркеров специфического его подавления.