В лаборатории ТПУ раковые клетки посадят на голодный паек

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) и Института физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН разработали не имеющий аналогов в мире метод по выработке противораковых и противоопухолевых агентов, которые позволят снизить дозы и стоимость химиотерапии.

Ученые ТПУ и ИФПМ разработали наноразмерные агенты, напоминающие смятый лист диаметром 200 нанометров и толщиной меньше одного нанометра. С помощью компьютерного моделирования, которое ведется в Сколтехе, удалось приподнять завесу над природой воздействия агентов на клеточные мембраны. Ученые решили посмотреть, как агломераты влияют на питание раковых клеток.

«Новый метод основан на применении особых материалов, которые лишают раковые и опухолевые клетки питательной среды, таким образом замедляя их рост и развитие.Такие исследования сегодня не ведутся нигде в мире. Речь идет о новых принципах направленного воздействия на микроорганизмы и клетки»,

— рассказывает пресс-службе инновационных организаций директор ИФПМ СО РАН, заведующий сетевой научно-образовательной лаборатории ТПУ «Медицинское материаловедение» Сергей Псахье.

Совместная работа ученых ведется на базе лаборатории ТПУ «Медицинское материаловедение», при участии Сколковского института науки и технологий (Сколтеха), институтов Джозефа Стефана (Словения) и Техниона (Израиль).

«У раковой клетки на мембране более высокий, чем обычно, электроотрицательный потенциал. Она как бы перетягивает положительно заряженные ионы натрия и калия от здоровых клеток, которые из-за этого начинают голодать. Поверхность наноразмерных агломератов, которые мы используем, тоже заряжена положительно, и они «перекрывают» питание опухолевой клетке. В результате она голодает, менее интенсивно делится, становится более чувствительной к внешним воздействиям», — объясняет Сергей Псахье.

Он добавил, что к новому методу борьбы с раком специалистов приблизила разработка ранозаживляющих повязок, активные сорбирующие центры которых за счет электростатического фактора удаляют микроорганизмы из раны и удерживают их, не давая бактериям размножаться. Это позволяет существенно уменьшить время лечения плохо заживающих ран и не требует применения антибиотиков.

Сейчас, по словам Псахье, на базе лаборатории Томского политехнического университета (ТПУ) и при поддержке Российского научного фонда ученые разрабатывают новое поколение таких заряженных материалов.

«Если новообразование поверхностное, будет использоваться повязка. Если опухоль внутренняя, то суспензия из агломератов вводится внутрь как инъекция. Уже показано, что по сравнению с контрольной группой, у испытуемых мышей опухоль становится в три раза меньше», — говорит Сергей Псахье.

По его словам, ученые Словении проводят в настоящее время успешные исследования на мышах с раком молочной железы и кожи. Готовится цикл публикаций в ведущих мировых журналах. Подана заявка на патент.

Директор ИФПМ пояснил, что для ускорения введения в клиническую практику, препарат на основе данных агломератов, скорее всего, следует использовать как сопутствующий при проведении химиотерапии. Поскольку под воздействием агентов раковая клетка ослабевает, эффективность химиопрепаратов возрастет, а необходимая для лечения доза уменьшится. Ученые предполагают, что в результате химиотерапия станет более дешевой, а ее влияние на организм человека менее травматичным.

«Кстати, подобный эффект мы уже наблюдали используя, разработанные в Томске, феррилипосомы. По тем исследованиям нами была опубликована статья в журнале Nature Nanotechnology», — подчеркнул Сергей Псахье.

Он добавил, что совместная работа ученых ИФПМ и ТПУ на базе сетевой лаборатории «Медицинское материаловедение» ведется уже больше года.

«ИФПМ осуществляет исследования в данной области более пяти лет, однако мы бы не продвинулись так далеко в одиночку. Сотрудничество с ТПУ, создание сетевой лаборатории на базе Томского политехнического университета — важный шаг в развитии наших исследований. В кооперации с ТПУ мы получили грант Российского научного фонда и привлекли к научно-исследовательской работе крупных зарубежных ученых, в том числе Нобелевского лауреата Дана Шехтмана, возглавляющего Международный научный совет ТПУ»,

— отмечает Сергей Псахье.

Отметим, что Томский политехнический университет и Институт физики прочности и материаловедения СО РАН осуществляют совместную научно-исследовательскую работу по многим направлениям. Как отметил Сергей Псахье, по итогам 2014 года объем финансирования совместных проектов ТПУ и ИФПМ СО РАН составил свыше 400 млн рублей.

Среди наиболее значимых совместных проектов ТПУ и ИФПМ — разработки в области новых производственных технологий для авиционной и космической отрасли, а также ряд других проектов для космоса, заказчиком многих из которых является ОАО «РКК «Энергия». По заказу одной только ракетно-космической корпорации ТПУ и ИФПМ СО РАН реализуют совместные научные проекты на сумму порядка 200 млн рублей.

Напомним, что в рамках сотрудничества ТПУ, ИФПМ СО РАН и РКК «Энергия» недавно в Томске открылся уникальный центр перспективных исследований «Динамическое моделирование материалов и конструкций», главной задачей которого станет неразрушающий контроль готовых изделий для космической отрасли.

Ссылка на оригинал статьи