Уральские химики синтезируют вещества для борьбы с раком

Бор-нейтронозахватная терапия — это объединение ядерных технологий, химии, биологии и медицины для лечения раковых заболеваний. Основной движущей силой в продвижении исследований в этой области послужило, к сожалению, отсутствие прогресса в разработке эффективных методов лечения глиобластомы.

Бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ) — экспериментальный метод лечения злокачественных новообразований, основанный на способности изотопа бора-10 захватывать низкоэнергетические нейтроны с образованием ядра бора-11 в возбужденном состоянии. Снятие возбуждения сопровождается реакцией распада ядра бора-11 на ядра гелия (-частицу) и лития-7. Данные частицы обладают низкой длиной пробега в биологических тканях и теряют всю энергию на расстоянии менее 10 микрон. Поэтому, если селективно накопить бор только в опухолевых клетках, можно добиться их избирательного разрушения при облучении тепловыми нейтронами.

БНЗТ лучше всего подходит как дополнительное лечение, которое используется в сочетании с другими методами, включая хирургию, химиотерапию и лучевую терапию, и которое при совместном использовании способствует увеличению выживаемости пациентов и улучшению качества их жизни.

Одним из основных ограничений для применения БНЗТ остается поиск подходящего агента доставки бора в опухолевые клетки в терапевтической концентрации с высоким уровнем селективности по сравнению с нормальными клетками. Такой агент должен накапливаться в раковых клетках в концентрациях, минимум в три-четыре раза превосходящих концентрации агента в нормальных тканях. Кроме того, он должен обладать низким уровнем токсичности и относительно быстро вымываться из крови, чтобы избежать некроза сосудистой системы во время облучения, что наблюдалось в ранней клинической практике. Только два борсодержащих агента достигли стадии клинических испытаний — пара-L-борфенилаланин (L-BPA) и натриевая соль меркаптоундекагидро-клозо-додекабората (BSH). Но требуется дальнейшая оптимизация и дозирования, и доставки препаратов, и клеточного микрораспределения препарата, и увеличения его поглощения опухолью.

Особый интерес в разработке новых перспективных агентов для БНЗТ представляют бор-обогащенные кластеры, в частности — карбораны (борорганические соединения), поскольку они устойчивы к гидролитической и ферментативной деградации, способны доставлять большое количество бора в расчете на моль вещества, а также подвержены разнообразным синтетическим преобразованиям.

В Уральском федеральном университете идет синтез потенциальных агентов доставки бора на основе карборанов. Разработана методика, позволяющая синтезировать азагетероциклические производные карборанов в однореакторном атом-экономичном варианте без использования каталитических реагентов. Полученные соединения, представляющие собой бор-обогащенные аналоги природных соединений, отвечают требованиям амфифильности (одновременно лиофильные и лиофобные), что может сыграть ключевую роль в преодолении гематоэнцефалического барьера, поскольку содержат гидрофобный карборановый и гидрофильный азотсодержащие фрагменты. Сейчас идут предварительные invitro-анализы, чтобы установить токсичность образцов и их накапливаемость в раковых и нормальных клетках.

Прогресс в создании специализированных нейтронно-лучевых установок (ядерные реакторы либо ускорители частиц), методов визуализации, дозиметрии и программного обеспечения для планирования противоракового лечения, а также интенсивная разработка лекарственных средств, исследование биологических и клеточных процессов должны способствовать распространению БНЗТ как метода лечения злокачественных новообразований, уже показавшего свою эффективность в терапии форм рака, прежде признававшихся неизлечимыми.

Лидия Смышляева, кандидат химических наук