Кислородный питбультерьер борется с раком

Благодаря методу фотодинамической терапии (ФДТ) удается полностью вылечить целый ряд онкологических заболеваний. О том, в чем состоит метод фотодинамической терапии и о перспективах его применения корр. ZN.UA беседовала с доктором биологических наук, профессором, заведующим лаборатории Института экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Р.Кавецкого НАН Украины Николаем ГАМАЛИЕЙ.

- Суть ФДТ можно выразить очень простой формулой: свет плюс краситель, - рассказывает Николай Федорович. - Сначала надо дать историческую ретроспективу - с чего же все началось. В 1900 году немецкий ученый Рааб проводил эксперименты с одноклеточными организмами. В питательной среде, помещенной в часовых стеклышках, он разводил инфузории-туфельки и подкрашивал их безвредным красителем. В ходе работы ученый случайно поставил одно из стекол на ярко освещенный солнцем подоконник, и со временем обнаружил, что все клетки мертвые. Из предыдущих экспериментов он знал, что сам по себе свет не вредил организмам (так же, как и краситель), а вот объединение этих двух факторов привело к их гибели. Это и было первым наблюдением того, что получило название «фотодинамический эффект» - повреждение живых объектов светом в присутствии красителя.

- Было ли найдено объяснение этому явлению?

- Значительно позже ученому удалось установить, что именно происходит. Когда свет попадает на окрашенную клетку, краситель переходит в состояние энергетического возбуждения, при этом электрон, который оборачивается вокруг ядра, поглощает квант света и «перескакивает» на высшую орбиту. Потом возбужденный светом краситель передает энергию наличествующему в среде кислороду, и этот активированный (синглетный) кислород, словно питбультерьер, вгрызается во все, что находится рядом, и, окисляя, разрушает.

- Когда начали применять этот эффект для борьбы с опухолями?

- Уже в 1903 году два других исследователя попробовали применить фотодинамический эффект к больным раком кожи. Просто нанесли краситель на опухолевую поверхность и подвергли ее действию солнца. Действительно, наблюдалось угнетение роста опухолей. Такие попытки делали и в дальнейшем, но по-настоящему впечатляющих результатов достичь не удалось. Только в 60-х годах в связи с использованием порфириновых красителей произошел новый всплеск интереса к этому явлению. Порфирины находятся в близком химическом родстве с самыми важными метаболитами (промежуточными продуктами обмена веществ в живых организмах), в частности с гемоглобином крови, а также с хлорофиллом растений. Оказалось, что именно этим красителям свойственно уникальное объединение трех свойств: они активно поглощают красный свет, глубже всего проникающий в ткани, являются малотоксичными и значительно лучше накапливаются в опухолевых клетках, чем в нормальных. Именно на использовании этих качеств порфириновых красителей и основана современная ФДТ.

- Каковы преимущества этого метода?

- Первое: избирательность действия на опухоль, в отличие от химио- и радиотерапии.

Второе: малая травматичность. В определенных условиях (самое главное, чтобы опухоль была еще небольшой) с ней можно полностью справиться с помощью только этого метода. При этом для лечения внутриполостных форм рака используются эндоскопы. Фактически это полуамбулаторная процедура, без продолжительной госпитализации и трудной операции.

Третье: практическое отсутствие побочных эффектов. Правда, в ФДТ есть один серьезный недостаток: световое излучение, в отличие от рентгеновского, не проникает глубоко в ткани. Следовательно, радикальному лечению поддаются только опухоли на начальных стадиях развития, достаточно небольшого размера или небольшой толщины.

- И нет возможности преодолеть этот недостаток?

- Это задача, над решением которой мы сейчас работаем. Эффект фотодинамического повреждения опухоли, как уже подчеркивалось, зависит от двух составляющих: света и красителя. Поскольку повысить природную способность света проникать в ткани практически невозможно, надо попробовать увеличить концентрацию в них порфиринового красителя. Один из эффективных способов достижения этой цели - использование комбинированных препаратов красителя с наночастицами определенных веществ (нанокомпозитов).

Вспомните: наночастицы имеют размер от одного до ста нанометров (один нанометр равен одной миллиардной части метра). Их особенностью является способность проникать через мембраны клеток, поскольку наночастицы соответствуют размеру основных биохимических компонентов организма: белков, ферментов, нуклеиновых кислот. Вводя в организм тот или иной препарат в виде нанокомпозита, вы якобы вынуждаете клетки общаться с этим препаратом на знакомом языке, воспринимать его как нечто почти свое. Именно поэтому бионанотехнологии открывают в медицине абсолютно новые возможности, в частности в ФДТ. Краситель, «посаженный», скажем, на наночастицу золота, становится биодоступным веществом.

- Почему для этой цели вы используете именно нанозолото?

- Прежде всего золото как лекарственное средство само по себе имеет большую историю. В древности оно применялось для лечения депрессии, эпилепсии, разных эндокринных, в частности половых, расстройств, а также алкоголизма. И хотя постепенно интерес медиков к золоту угас, оно, вне сомнения, обладает лечебными свойствами. Во-вторых, металлическое наноразмерное (коллоидное) золото практически нетоксично, в отличие от его химических соединений. И, наконец, как оказалось, оно имеет родство с биологическими факторами, обеспечивающими рост сосудов. И это очень существенно! Опухоль растет, поскольку она может «кормиться», поначалу просто поглощая питательные вещества из окружающих тканей. Но после того как ее размер достигает 1,5-2 мм, срабатывает сложный механизм запуска сосудообразования. Так вот, наночастицы золота при введении в организм следуют именно туда, где идет активный процесс образования сосудов, то есть в опухоль. Коллоидное золото, включенное в нанокомпозиты, повышает накопление порфириновых красителей в опухолевой ткани. А это означает, что при освещении опухоли будет достигаться ее более глубокое фотодинамическое поражение.

- Применяется ли метод ФДТ в клинической практике?

- В США, Великобритании, Израиле, Норвегии фотодинамическая терапия быстро завоевывает признание. В России также очень активно занимаются исследованиями и внедряют этот метод в практику. Такие заболевания, как рак кожи и слизистых оболочек, лечатся в этих странах в основном ФДТ. Начальные стадии рака легких, желудка, поверхностные формы рака мочевого пузыря - вот далеко не полный перечень заболеваний, при которых успешно применяется этот метод.

К сожалению, в Украине до сих пор нет разрешения на клиническое применение ФДТ, хотя еще три года назад разработанный в нашем институте метод, прошедший все стадии доклинических исследований, был представлен в Министерство здравоохранения. Но его не приняли к рассмотрению, поскольку не было подтверждения о готовности какого-либо предприятия выпускать нужные препараты. Теперь этот вопрос, кажется, наконец сдвинулся с мертвой точки. Надеемся, что в ближайшие месяцы разрешение на клинические испытания будет получено, и украинские онкологи в скором времени будут располагать новым перспективным способом борьбы с раком.