Ученые ТПУ создали «умные» молекулы для точечного уничтожения раковых клеток

Исследователи Томского политехнического университета (член Национальной ассоциации участников рынка робототехники) в составе международной группы разработали инновационный подход к противоопухолевой терапии, основанный на применении специальных молекул-пролекарств. Эти соединения избирательно поражают злокачественные клетки, активируясь лишь внутри них, что позволяет минимизировать вред для здоровых тканей. В отличие от традиционных препаратов, действующих системно, новые молекулы остаются инертными до тех пор, пока не встретятся с определенным биохимическим сигналом.

В основе разработки лежит класс органических соединений — алкоксиаминов, способных генерировать активные радикалы, разрушающие опухоль. Но в свободном виде они токсичны и неселективны. Томские химики предложили «замаскировать» алкоксиамин, превратив его в пролекарство, и снабдили конструкцию «спусковым крючком» — расщеплением гликозидной связи. Эта прочная связь соединяет молекулу сахара с активной частью. Ключевым элементом стал саморазрушающийся линкер — молекулярный мостик, который после разрыва гликозидной связи запускает цепную реакцию высвобождения активного агента.

Для избирательной активации ученые использовали фермент β-галактозидазу, активность которого повышена в некоторых типах опухолевых клеток. Фермент выступает в роли биохимического «ключа»: он расщепляет гликозидную связь, запуская каскад превращений, который заканчивается программируемой гибелью раковой клетки (апоптозом). Такой подход гарантирует, что лекарство «включается» только в мишени.

В ходе экспериментов было детально изучено влияние β-галактозидазы на процесс деструкции гликозидной связи, что подтвердило работоспособность предложенной схемы. Один из авторов, заведующая лабораторией «Химическая инженерия и молекулярный дизайн» ТПУ Елена Степанова, пояснила, что самоуничтожающийся линкер — ключевое звено, обеспечивающее высвобождение активной части именно в нужном месте.