Ученые ТвГУ и Института биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича синтезировали гель для фотодинамической терапии рака

Новый гель, который подавляет клетки плоскоклеточного рака, особенно при фотодинамической терапии, создали исследователи из Института биомедицинской химии имени В. Н. Ореховича и Тверского государственного университета.

Гель блокирует клеточный цикл раковых клеток с помощью активных форм кислорода.

Плоскоклеточный рак — это второй по распространённости вид злокачественных кожных новообразований. Его можно лечить с помощью фотодинамической терапии (ФДТ).

Метиленовый синий (МС) — известный краситель, который используют в ФДТ. Но его применение ограничено из-за быстрого восстановления в биологической среде и агрегации, что снижает активность в образовании активных форм кислорода.

Чтобы решить эту проблему, МС инкапсулировали в матрицу серебросодержащего супрамолекулярного геля. В результате совмещения исходных систем возник синергетический эффект при минимальных концентрациях компонентов.

Сначала учёные определили диапазон концентраций красителя, при которых он может образовывать стабильные гели с цистеин-серебряным золем (ЦСЗ). Полученные гидрогели оказались тиксотропными: при слабом воздействии они превращались в раствор, а в состоянии покоя обратно становились гелем. Это свойство важно при создании носителей для биологически активных соединений.

Затем исследователи выяснили, как молекулы красителя взаимодействуют с частицами ЦСЗ. Это позволило предположить, как гидрогели могут влиять на раковые клетки. Эксперименты показали, что гели в 4 раза эффективнее подавляют клетки плоскоклеточного рака, чем исходные компоненты. А при облучении гелей их активность увеличивается в 3 раза.

— Гели устроены так, что при взаимодействии компонентов получаются частицы типа ядро-оболочка, как Земля. Частицы системы способны передавать друг другу энергию под воздействием облучения. Это похоже на явление интерференции волн, которые усиливают друг друга. Получается, что суммарный эффект системы в генерации кислорода, убивающего раковые клетки, больше, чем сумма отдельных эффектов, — пояснил Дмитрий Вишневецкий, кандидат химических наук, доцент кафедры физической химии ТвГУ и научный сотрудник НЦМУ института биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках государственной поддержки создания и развития научно-исследовательских центров мирового уровня в рамках национального проекта «Наука и университеты»„Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение“.

Результаты опубликованы в журнале Gels.

В группу исследователей Тверского государственного университета входят Елизавета Полякова, Федор Метлин, Яна Вячеславовна Андрианова, Дмитрий Викторович Вишневецкий, Александра Ивановна Иванова (на фото - слева-направо):

Информация предоставлена авторами и проектом «Новости мира инноваций».