Препарат с радиоактивным астатом тормозит рост рака

С каждым годом ученые находят улучшение существующей терапии против рака. Однако доступные методы лечения могут быть бессильны при лечении прогрессирующих и метастазирующих форм. Для борьбы с этими трудностями была разработана таргетная альфа-терапия, при которой используются радионуклиды, претерпевающие α-распад. Испускаемые при этом α-частицы несут значительное количество энергии, но их пробег в тканях составляет всего 50–80 мкм, вследствие чего их разрушающее действие ограничено несколькими клетками вокруг.

Астат-211 ([²¹¹At]) способен к α-распаду с периодом полураспада 7,21 ч. Кроме того, это галоген, поэтому его можно присоединять к другим биомолекулам и избирательно направлять в опухолевые клетки.

В организме человека можно обнаружить токсичное вещество — акролеин. Он может попадать из окружающей среды или синтезироваться эндогенно. Накопление акролеина характерно для сердечно-сосудистых заболеваний, болезни Альцгеймера и онкозаболеваний. Ранее ученые разработали метод детекции раковых клеток, основанный на взаимодействии акролеина и 2,6-диизопропилфенилазида, меченного флуорофором. Реакция этого соединения с акролеином сопровождается флуоресценцией, которая специфично маркирует опухолевые клетки.

Основываясь на этой специфичности, авторы нового исследования решили доставлять терапевтический ²¹¹At при помощи того же реагента. Она синтезировали 2,6-диизопропилфенилазид, меченный астатом-211 (ADIPA), чтобы направленно разрушать раковые клетки без вреда для здоровых.

В эксперименте использовали ксенографтную мышиную модель рака легкого человека. В прошлых исследованиях ученые установили, что максимальная переносимая доза радиации у мышей — 70 кБк на г массы тела (1,4 МБк на 20 г массы). Используемые здесь дозы были существенно меньше, так, однократно вводимая доза ADIPA составляла всего 70 кБк. Ее интратуморальное введение существенно замедлило рост опухоли, тогда как при введении Na[²¹¹At] (чистого астата) опухоль активно росла. Аналогичный рост наблюдался в контрольной группе, которой вводили фосфатно-солевой буфер (PBS).

Чтобы проверить реактивность и распределение ADIPA по организму, другой группе мышей препарат вводили внутривенно (100 мкл, 70 кБк). Первые 19 дней после введения у этих мышей наблюдалось ингибирование роста опухоли, как и у интратуморальной группы, затем опухоль снова начинала активно расти. Ни в одной группе не было зафиксировано снижения массы тела или признаков воспаления.

Выживаемость в контрольной группе и в группе, получавшей Na[²¹¹At], составляла менее 50%, а при интратуморальном введении ADIPA все мыши в группе дожили до 40 дня. Мыши, получавшие ADIPA внутривенно, дожили до 31 дня.

Ученые также проанализировали распределение различных вариантов астата по организму. Оказалось, что при интратуморальном введении Na[²¹¹At] астат не задерживался в опухолевой ткани: он мигрировал в щитовидную железу и в следовых количествах обнаруживается в желудке и моче. При интратуморальном введении ADIPA значительное количество астата осталось в опухоли, и только следовые количества были обнаружены в щитовидной железе, желудке и моче.

Также ученые сравнили эффекты от разных концентраций препарата. Мышам вводили дозы 60 кБк, 100 кБк, 160 кБк и 300 кБк. Значительные отличия в росте опухоли наблюдались на 28 день после инъекции препарата. Так, размеры опухоли между группами 60 кБк и 300 кБк на 31-й день лечения отличались почти в два раза.

Авторы заключают, что новое соединение способно дозозависимо ингибировать рост опухоли. Меченный астатом-211 2,6-диизопропилфенилазид связывается с акролеином раковых клеток и селективно их убивает, не повреждая здоровые клетки. Ученые готовятся продолжать исследования на мышиных моделях с различными типами и стадиями рака.

Новый метод радиоиммунотерапии опухолей: не только лечение, но и «вакцинация»