Кисневий пітбультер’єр бореться з раком

Завдяки методу фотодинамічної терапії (ФДТ) вдається повністю вилікувати цілу низку онкологічних захворювань. Про те, в чому полягає метод фотодинамічної терапії та про перспективи його застосування йдеться в розмові з доктором біологічних наук, професором, завідувачем лабораторії Інституту експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Кавецького НАН України Миколою ГАМАЛІЄЮ.

- Суть ФДТ можна виразити дуже простою формулою: світло плюс барвник, - розповідає Микола Федорович. - Спочатку варто дати історичну ретроспективу - з чого ж усе почалося. 1900 року німецький учений Рааб проводив експерименти з одноклітинними організмами. У живильному середовищі, поміщеному в годинникових скельцях, він розводив інфузорії-туфельки і підфарбовував їх нешкідливим барвником. У ході роботи вчений випадково поставив одне зі скелець на яскраво освітлене сонцем підвіконня, і згодом виявив, що всі клітини мертві. З попередніх експериментів він знав, що само по собі світло не шкодило організмам - так само, як і барвник, а от поєднання цих двох чинників призвело до їх загибелі. Це і було першим спостереженням того, що отримало назву «фотодинамічний ефект» - пошкодження живих об’єктів світлом у присутності барвника.

- Чи було знайдено пояснення цьому явищу?

- Значно пізніше вченим удалося встановити, що ж саме відбувається. Коли світло потрапляє на забарвлену клітину, барвник переходить у стан енергетичного збудження, за якого електрон, що обертається навколо ядра, поглинає квант світла і «перескакує» на вищу орбіту. Потім збуджений світлом барвник передає енергію наявному в середовищі кисню, і цей активований (синглетний) кисень, неначе пітбультер’єр, вгризається у все, що є поряд, і, окислюючи, руйнує.

- Коли почали застосовувати цей ефект для боротьби з пухлинами?

- Вже в 1903 році два інших дослідники спробували застосувати фотодинамічний ефект до хворих на рак шкіри. Просто нанесли барвник на пухлинну поверхню і піддали її дії сонця. І дійсно, спостерігалося пригнічення росту пухлин. Такі спроби робили і надалі, проте по-справжньому вражаючих результатів досягти не вдалося. Лише в 60-х роках відбувся новий сплеск інтересу до цього явища у зв’язку з використанням порфіринових барвників. Порфірини перебувають у близькій хімічній спорідненості з найважливішими метаболітами (проміжними продуктами обміну речовин у живих організмах), зокрема з гемоглобіном крові, а також із хлорофілом рослин. Виявилося, що саме ці барвники мають унікальне поєднання трьох властивостей: активно поглинають червоне світло, яке найглибше проникає в тканини, є малотоксичними і значно краще накопичуються в пухлинних клітинах, ніж у нормальних. Саме на використанні цих властивостей порфіринових барвників і заснована сучасна ФДТ.

- Які переваги цього методу?

- Перше: вибірковість дії на пухлину, на відміну від хіміотерапії та радіотерапії.

Друге: мала травматичність. За певних умов (найголовніше, щоб пухлина була ще невеликою) з нею можна повністю впоратися з допомогою тільки цього методу. При цьому для лікування внутрішньо-порожнинних форм раку використовуються ендоскопи. Фактично це напівамбулаторна процедура, без тривалої госпіталізації та важкої операції.

Третє: практична відсутність побічних ефектів. Але у ФДТ є один серйозний недолік - світлове випромінювання, на відміну від рентгенівського, не проникає глибоко в тканини. Отже, радикальному лікуванню піддаються тільки пухлини на початкових стадіях розвитку, достатньо малого розміру або невеликої товщини.

- І немає ніякої можливості подолати цей недолік?

- Це завдання, над вирішенням якого ми зараз працюємо. Ефект фотодинамічного пошкодження пухлини, як уже наголошувалося, залежить від двох складових: світла і барвника. Оскільки підвищити природну здатність світла проникати в тканини практично неможливо, слід спробувати збільшити концентрацію в них порфіринового барвника. Один з ефективних способів досягнення цієї мети - використання комбінованих препаратів барвника з наночастинками певних речовин (нанокомпозитів).

Пригадаймо: наночастинки мають розмір від одного до ста нанометрів (один нанометр дорівнює одній мільярдній частині метра). Їх особливістю є здатність проникати через мембрани клітин, оскільки наночастинки відповідають розміру основних біохімічних компонентів організму: білків, ферментів, нуклеїнових кислот. Вводячи в організм той або інший препарат у вигляді нанокомпозиту, ви нібито примушуєте клітини спілкуватися із цим препаратом знайомою мовою, сприймати його як щось майже своє. Саме тому біонанотехнології відкривають у медицині абсолютно нові можливості, зокрема у ФДТ. Барвник, «посаджений», скажімо, на наночастинку золота, стає біодоступною речовиною.

- Чому для цієї мети ви використовуєте саме нанозолото?

- Насамперед золото як лікарський засіб само по собі має велику історію. В давнину воно застосовувалося для лікування депресії, епілепсії, різних ендокринних, зокрема статевих, розладів, а також алкоголізму. І хоча поступово інтерес медиків до золота пригас, воно, поза сумнівом, має лікувальні властивості. По-друге, металеве нанорозмірне (колоїдне) золото практично нетоксичне, на відміну від його хімічних сполук. І, нарешті, як виявилося, воно має спорідненість із біологічними факторами, що забезпечують ріст судин. І це дуже істотно! Пухлина росте, оскільки вона може живитися спочатку просто поглинаючи поживні речовини з навколишніх тканин. Але після того, як її розмір досягає 1,5-2 мм, спрацьовує складний механізм запуску судиноутворення. Так от, наночастинки золота, при введенні в організм, прямують саме туди, де йде активний процес утворення судин, тобто в пухлину. Колоїдне золото, включене в нанокомпозити, підвищує накопичення порфіринових барвників у пухлинній тканині. А це означає, що при освітленні пухлини досягатиметься її глибше фотодинамічне ураження.

- Чи застосовується метод ФДТ у клінічній практиці?

- У США, Великобританії, Ізраїлі, Норвегії фотодинамічна терапія швидко завойовує визнання. У Росії також дуже активно займаються дослідженнями і впроваджують цей метод у практику. Такі захворювання, як рак шкіри і слизових оболонок, лікуються в цих країнах в основному ФДТ. Початкові стадії раку легень, шлунка, поверхневі форми раку сечового міхура - ось далеко не повний перелік захворювань, при яких успішно застосовується цей метод.

На жаль, в Україні досі немає дозволу на клінічне застосування ФДТ, хоча ще три роки тому розроблений у нашому інституті метод, що пройшов усі стадії доклінічних досліджень, був представлений у Міністерство охорони здоров’я. Проте його не прийняли до розгляду, оскільки не було підтвердження про готовність якогось підприємства випускати потрібні препарати. Тепер це питання, здається, нарешті, зрушилося з мертвої точки. Сподіваємося, що найближчими місяцями дозвіл на клінічні випробування буде отримано, і українські онкологи незабаром отримають новий перспективний засіб боротьби з раком.

Проте ми не стоїмо на місці, активно готуємо ґрунт для подальшого розвитку методу. Так, у стадії розробки - ще ефективніший препарат. Думаю, в нашого інституту є шанс розробити і практично реалізувати наш - український метод ФДТ, що як мінімум не поступатиметься світовим стандартам.