Педагогический альманах ==День за Днем==
 
написать письмо


    Главная

    Новости

    Методика

    За страницами учебников

    Библиотека

    Медиаресурсы 

    Интерпретации 

    Школьная библиотека

    Одаренные дети

    Проекты

    Мир русской усадьбы

    Экология  

    Методический портфолио учителя

    Встречи в учительской

    Статьи педагогов в журнале "Новый ИМиДЖ"

    Конкурсы профессионального мастерства педагогов

    Рефераты школьников

    Конкурсы школьников

    Альманах детского творчества "Утро"

    Творчество школьников

    Фотогалерея

    Школа фотомастерства

    Полезные ссылки

    Гостевая книга
    Sort

    Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru

      День за днем : Статьи 

      Статьи  



    Дина Файн Марон, 

    помощник редактора Scientific American
     
     
    БОРЦЫ С РАКОМ БЬЮТ ТОЧНО В ЦЕЛЬ
     
     
     
    ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

    Химиотерапевтические препараты встречают на своем пути к опухоли множество препятствий. Их атакует сам организм, они с трудом проникают в толщу опухоли, а кроме того часто ошибаются и атакуют не только раковые клетки, но и здоровые.
    Заключение лекарственных веществ в наносферы позволяет решить эти проблемы. Тщательно подбирая состав оболочки, можно защитить ее содержимое от атак со стороны иммунной системы и высвободить активные вещества, только когда сфера проникнет в опухоль.
    Эти средства проходят последние стадии клинических испытаний. Созданы также наночастицы, которые выполняют одновременно диагностические и терапевтические функции.
     
     
    Джошуа Крит:    ЗОНД ДЛЯ РАКОВЫХ КЛЕТОК

    Рак — мобильная субстанция. Клетки крупных опухолей отрываются от основной массы, циркулируют по всему телу и образуют новые очаги опухолевого роста (метастазы). В поисках таких клеток ученые возлагают большие надежды на необычные сферические частицы, состоящие из молекул ДНК. Частица похожа на шарик из пенополистирола, весь утыканный крошечными зубочистками. На самом деле это не зубочистки, а одноцепочечные молекулы ДНК, идущие из центра частиц, которым предстоит найти комплементарные участки в ДНК раковых клеток и связаться с ними. После каждого такого связывания к самому кончику молекулы ДНК, выступающей из сферы, перемещается флуоресцирующая белковая молекула, испускающая свет, который свидетельствует о наличии раковой клетки. «Чем свет ярче, тем больше молекул ДНК раковой клетки связалось с наночастицей», — говорит Чад Миркин, химик, директор Международного института по наночасти-цам в Северо-Западном университете.
    Вначале все эти процессы исследуют на пробах крови больных. Поскольку локальная концентрация молекул ДНК, обрамляющих сферическую частицу, выше, чем концентрация таких же молекул, но находящихся в цитоплазме в свободном состоянии, то вероятность комплементарного связывания в первом случае тоже будет выше. Кроме того, как показывает опыт, его прочность увеличивается в юо раз. Наносферы из ДНК уже применялись в клинике для быстрой диагностики рака. С их помощью можно также исследовать реакцию раковых клеток на химиотерапию и, основываясь на результатах, подобрать оптимальную схему лечения для каждого больного.

    Рак ведет с нашим организмом борьбу не на жизнь, а на смерть, а лекарственные средства, которые мы используем в надежде, что они помогут одержать верх в этой борьбе, часто терпят поражение — как и сам больной. Одна из причин бесплодности попыток уничтожить раковые клетки заключается в том, что большинство препаратов плохо справляются с задачей идентификации аномальных клеток и атакуют здоровые, что приводит к опасным для жизни побочным эффектам. Вторая причина связана с тем, что раковым клеткам «протягивает руку помощи» иммунная система, которая, напротив, должна их уничтожать. Она ошибочно принимает лекарственные вещества за патогенные бактерии или другие чужеродные агенты и разрушает их. Но даже если все сложится удачно и вещество достигнет цели, оно часто не может проникнуть достаточно глубоко в плотную опухолевую ткань.

    Последние достижения в области наномедицины помогают лекарственным препаратам в достижении цели. Теперь они перемещаются в теле человека не самостоятельно, а будучи заключенными в защитную оболочку. Тщательно подбирая компоненты оболочки — обычно это сферы диаметром в несколько миллиардных долей метра, — можно избежать иммунного ответа. Казунори Катаока (Kazunori Kataoka) и его коллеги из Токийского университета заключили химиотерапевтические вещества в сферическую оболочку диаметром с вирус гепатита С — это примерно в 200 раз меньше размеров эритроцита. На молекулярном уровне такие сферы похожи на вещества, вырабатываемые самим организмом. Они легко проникают в толщу опухолевых тканей и не затрагивают здоровые клетки.

    Разные модификации наносфер, изготавливаемых Катаокой, можно заполнять целевыми лекарственными веществами; сегодня они находятся на финальных стадиях клинических испытаний в странах Азии. Показано, что при таком способе целевой доставки химиопрепаратов замедляется или вообще останавливается рост опухолей молочной железы и поджелудочной железы. Вторую стадию испытаний— теперь в США— проходит еще один нанопрепарат. «В подобных испытаниях начальные стадии занимают очень много времени, но я уверен, что полученные результаты ускорят разработку новых версий», — говорит Катаока.

    Камуфляж для химиопрепаратов
     
    Применение нанотехнологий в химиотерапии — идея отнюдь не новая. Такие лекарственные средства, как абраксан, назначаемый при метастазирующем раке молочной железы, и элигард, используемый на поздних стадиях рака простаты, — это настоящие нанопрепараты. Но они действуют только на определенные типы опухолей. Наносферы же можно создавать разной архитектуры и наполнять разными лекарственными веществами. Нанотерапия, проходящая сейчас тестирование, по-видимому, будет особенно эффективна на поздних стадиях рака.

    Большинство наносфер последних модификаций изготовлены из мягкого эластичного материала и испещрены молекулами полиэтиленгликоля, который связывает воду, а в данном случае — физиологические жидкости. Они нейтрализуют электрические заряды наносфер, способных вызвать иммунный ответ.
    Водный слой сглаживает также любые выступы на поверхности наночастиц, которые могли бы «насторожить» иммунную систему и навести ее на мысль, что перед ней — бактериальная частица, покрытая антигенами. Размер наносфер — немного больше, чем у молекул химио-терапевтических веществ, — гарантирует, что они не будут разрушаться ферментами организма-хозяина и успеют дойти до цели. Так, первый из одобренных противораковых нанопрепаратов нового поколения, доксил, остается в кровотоке в целости и сохранности гораздо дольше, чем его обычный «родственник», доксорубицин. (Оба они используются при лечении больных, страдающих раком яичников.) Все это повышает прицельность терапии и помогает избежать разрушения химио-препаратов в организме.

    И наконец, еще одно преимущество нанотерапии. Сферы, содержащие лекарственный препарат, разрушаются в кислой среде; в крови с ее близкой к нулю кислотностью они остаются герметичными и лопаются, только проникнув в опухолевую ткань, где кислотность гораздо выше. Таким образом, активные вещества лишаются защиты, лишь когда попадают непосредственно в опухоль.

    Для того чтобы еще больше повысить управляемость наночастиц на пути к цели и достичь максимальной специфичности в отношении раковых клеток, их поверхность можно покрыть антителами, которые охотно связываются с поверхностными белками, присутствующими в больших количествах на наружной оболочке раковых клеток. Один из таких белков, EGFR, использовал в своих экспериментах биоинженер Дин Хо (Dean Но) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Его результаты, опубликованные в 2013 г. в журнале Advanced Materials, показали, что наночастицы, покрытые антителами, действительно связываются с раковыми клетками.

    Наночастицы могут служить не только транспортным, но и лекарственным средством. Исследователи из Северо-Западного университета сконструировали частицы из крупинок золота и молекул РНК, отобранных по их способности выключать гены, ассоциированные с раком. Благодаря малым размерам и другим пока невыясненным свойствам такие частицы преодолевают одно из самых трудных для лекарственных веществ препятствий — гематоэнцефалический барьер. В октябре 2013 г. появилось сообщение, что, по данным опытов на животных, они проникают в головной мозг и атакуют образовавшуюся там опухоль. «У мышей под действием этих препаратов опухоль уменьшалась, но в конце концов они все-таки умирали от рака», — говорит Александр Штег (Alexander Stegh) из Северо-Западного университета. Каким образом данный барьер преодолевается, пока неясно. Возможно, наночастицы связываются с рецепторами на поверхности кровеносных сосудов, помогающими им продвигаться дальше.

    Еще один тип наночастиц изготавливают из молекул нуклеиновых кислот. Они предназначены для обнаружения раковых клеток, циркулирующих в крови. Чад Миркин (Chad Mirkin), химик из Северо-Западного университета, руководитель проекта, надеется, что такие исследования приведут к созданию наночастиц, которые будут применяться как в диагностических целях, так и в терапевтических, уничтожая трудновыявляемые раковые клетки прежде, чем они образуют новые очаги опухолевого роста. Конструирование крошечных, но сильных «игроков» такого рода будет выдающимся достижением в области наномедицины.
     

    ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ

    Nanoparticle PEGylation for Imaging and Therapy. Jesse V. Jokerst et al. in Nanomedicine, Vol. 6, No. 4, pages 715-728: June 2011. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3217316
    Nanomedicine: Towards Development of Patient-Friendly Drug-Delivery Systems for Oncological Applications. R. Ranganathan et al. in International Journal of Nanomedicine, Vol. 7, pages 1043-1060. Published online February 23, 2012. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ar-ticles/PMC3292417
    Progress of Drug-Loaded Polymeric Micelles into Clinical Studies. Horacio Cabral and Kazunori Kataoka in Journal of Controlled Release, Vol. 190, pages 465-476: September 28, 2014.
    О последних достижениях в области наномедицины см. по адресу: ScientificAmerican.com/apr2015/nanomed-advance
     
     
    «В мире науки» . – 2015 . - № 5-6 . – С. 16-108.
     
     




    © 2006 - 2018 День за днем. Наука. Культура. Образование