Институт биоорганической химии РАН совместно с Университетом Франсуа Рабле (Франция) и Университетом Рейн-Ваал (Германия) запустили междисциплинарный исследовательский проект MINERVA. Его цель — разработать биомедицинские наносенсоры для диагностики и лечения рака молочной железы.

Рак молочной железы — наиболее часто встречающийся тип рака у женщин: в развитых странах он диагностируется у каждой восьмой. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, от рака молочной железы умирает порядка 500 тысяч женщин ежегодно. Результаты терапии напрямую зависят от обнаружения и правильной диагностики заболевания. Маммография сегодня позволяет диагностировать рак до появления явных симптомов в 66–90% случаев. Однако диагностическая надежность данного метода не очень высокая: только в 12% случаев положительный результат маммографии означает наличие рака груди. Таким образом, дальнейшее уточнение и подтверждение диагноза имеет решающее значение.

Если химиотерапия повреждает или убивает здоровые клетки вместе с больными, то наносенсоры позволят передать активные вещества только в раковые клетки и «пометить» их цветом. Например, сейчас при заболевании раком молочной железы, врачи вынуждены удалять грудь пациенток. Высокочувствительные и специфические методы визуализации раковых клеток в режиме реального времени во время хирургической операции могли бы помочь полностью удалить опухоль и снизить вероятность рецидива. Разработкой таких нано-маркеров начали заниматься сотрудники Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН (ИБХ РАН) совместно с коллегами из Университета Франсуа Рабле (Франция) и Университета Рейн-Ваал (Германия).

«Цель нашего проекта — разработка и изучение инъектируемых магнито-плазмонных гибридных наносенсоров, обладающих нацеленностью на клетки рака груди, для тераностики, то есть терапии и диагностики этого заболевания», — рассказывает Алексей Феофанов, доктор биологических наук, доцент, руководитель Лаборатории оптической микроскопии и спектроскопии биомолекул ИБХ РАН. — «С точки зрения диагностики конечная цель разработки наносенсоров — объединить детекцию опухолевых зон методом магнитно-резонансной томографии (МРТ) и выявить микроопухоли во время операции с помощью оптической эндоскопии в дальнекрасной области спектра (700-900 нм). Кроме того, изменяемая конструкция наносенсоров должна обеспечить уничтожение раковых клеток за счет активируемого температурой доставленного лекарства или локального гипертермического воздействия, вызываемого разогревом наносенсоров переменным магнитным полем или красным светом».

К моменту начала проекта исследователи протестировали ряд новых структур, которые потенциально могут стать наносенсорами для маркировки раковых клеток. Эти материалы представляют собой крошечные соединения размером в одну миллионную долю миллиметра. Они состоят из двух разных структур: органического углерода и кислорода и неорганических структур из золота или оксидов металлов. Химически разветвленные соединения стабилизируют наночастицы и позволяют генерировать гибридные системы с заданной структурой.

«Российские участники проекта будут использовать свой опыт разработки и применения современных методов оптической микроскопии и микроспектроскопии для изучения эффективности наносенсоров, потенциала в распознавании раковых клеток на основе характеристической флуоресценции, при оценке терапевтического потенциала наносенсоров на основе анализа их способности доставлять в клетки лекарство и дозо-зависимой цитотоксичности», — перечисляет будущие задачи Феофанов.

MINERVA — это международный и междисциплинарный научно-исследовательский проект России, Германии и Франции, который финансируется национальными министерствами образования и фондами стран-участниц. Проект позволит создать новые биомедицинские материалы для лечения раковых клеток. Россию представляют, в частности, сотрудники Института биоорганической химии РАН — Алексей Феофанов, Ксения Кудряшова и Анастасия Игнатова.