Яд одного из видов амазонских скорпионов может содержать соединение, способное помочь в лечении рака молочной железы – болезни, остающейся одной из ведущих причин смертности среди женщин. Исследователи из Фармацевтического факультета Университета Сан-Паулу (FCFRP-USP) в Бразилии обнаружили молекулу в токсине скорпиона Brotheas amazonicus. Эта молекула, по всей видимости, воздействует на раковые клетки молочной железы аналогично широко используемому химиотерапевтическому препарату.
Эти предварительные открытия стали результатом сотрудничества с учеными из Национального института амазонских исследований (INPA) и Университета штата Амазонас (UEA). Результаты были представлены во время мероприятия FAPESP Week France на юге Франции. Профессор FCFRP-USP и координатор проекта Элиане Кандиани Арантес отметила: «Путем биопроспеции мы смогли идентифицировать в яде этого амазонского скорпиона молекулу, похожую на те, что встречаются в ядах других скорпионов, и обладающую активностью против клеток рака молочной железы».
Команды FCFRP-USP и партнерских учреждений давно работают над клонированием и экспрессией биоактивных молекул, включая белки из яда гремучих змей и скорпионов. Эти исследования поддерживаются фондом FAPESP и осуществляются в рамках Центра трансляционной науки и разработки биофармацевтических препаратов (CTS), расположенного в Центре изучения ядов и ядовитых животных (CEVAP) Государственного университета Сан-Паулу (UNESP). Одним из значимых результатов этой работы стал запатентованный CEVAP фибриновый герметик, иногда называемый «биологическим клеем». Он производится из ферментов сериновых протеиназ, извлеченных из змеиного яда, например, от Bothrops neuwiedi pauloensis и Crotalus durissus terrificus, в сочетании с обогащенным фибриногеном криопреципитатом от буйволов, крупного рогатого скота или овец.
Применение этих компонентов приводит к образованию фибриновой структуры, имитирующей естественные процессы свертывания крови и заживления тканей в организме. Герметик исследуется для использования в восстановлении нервов, заживлении костей и возвращении подвижности после травм спинного мозга. В настоящее время он проходит третью фазу клинических испытаний, что является заключительным этапом перед одобрением новой терапии. Ученые также клонировали и экспрессировали еще одну сериновую протеазу гремучей змеи, известную как холинеин-1. Ее аминокислотная последовательность отличается от гироксина – токсина, используемого в производстве фибринового герметика. Профессор Арантес пояснила планы: «Наша идея теперь состоит в том, чтобы получить эту сериновую протеазу путем гетерологической экспрессии [в фрагменте или полном гене из организма-хозяина, у которого ее нет естественным образом] в Pichia pastoris».
Используя тот же вид дрожжей, впервые выделенный во Франции в 1950 году, исследователи планируют также производить эндотелиальный фактор роста под названием CdtVEGF, изначально обнаруженный в яде Crotalus durissus terrificus. «Этот фактор роста способствует образованию новых сосудов. Если мы объединим его с колинеином-1, мы сможем создать улучшенный фибриновый герметик по сравнению с тем, который разрабатывается в CEVAP, с возможностью расширения до промышленных масштабов, поскольку его можно получить путем гетерологической экспрессии», – добавила Арантес.
С помощью аналогичных подходов генетической экспрессии команда также выявила две нейротоксины в яде скорпиона с иммуносупрессивным действием. В сотрудничестве с INPA и UEA они обнаружили молекулу BamazScplp1 в яде Brotheas amazonicus, которая демонстрирует противоопухолевый потенциал. Лабораторные тесты показали, что воздействие этого пептида на клетки рака молочной железы было сопоставимо с паклитакселом – часто назначаемым химиотерапевтическим препаратом. Он вызывает преимущественно некроз – форму гибели клеток, ранее ассоциированную с молекулами из других видов скорпионов. «Мы также намерены получить эти молекулы путем гетерологической экспрессии», – подтвердила Арантес.
В Кампинасе, штат Сан-Паулу, исследователи из Центра инноваций в теранотике рака (CancerThera), финансируемого FAPESP, преследуют отличающуюся терапевтическую стратегию. Их цель – объединить диагностику и целенаправленное лечение в одном подходе. Метод, зародившийся в Германии, предполагает прикрепление различных радиоизотопов к молекулам, которые избирательно нацеливаются на опухоли. Эти меченые молекулы затем могут использоваться как для визуализации, так и для лечения.
Профессор Школы медицинских наук Государственного университета Кампинаса (FCM-UNICAMP) и один из ведущих исследователей CancerThera Селсо Дарио Рамос объясняет: «В зависимости от типа излучения, испускаемого изотопом, который мы прикрепляем к молекуле – будь то позитронное или гамма-излучение – мы можем создавать изображения с использованием томографического оборудования, доступного в CancerThera. Когда мы документируем, что изотоп захватывает слишком много определенной молекулы, мы можем заменить его другим, который излучает более интенсивное излучение локально, и таким образом лечить опухоли». Одна из групп центра сосредоточена на выявлении молекул, которые накапливаются при различных видах рака, в то время как клиническая команда оценивает, как известные соединения могут быть перепрофилированы.
Рамос сообщил агентству FAPESP: «Мы изучали известные молекулы для гематологических раковых заболеваний, в первую очередь множественной миеломы, а также другие неизвестные молекулы для рака головы и шеи, рака печени, сарком, рака легких, колоректального рака и рака желудка, среди прочих. Кроме того, мы также изучаем рак щитовидной железы, который многие годы лечился радиоактивным материалом, радиоактивным йодом, но некоторые пациенты устойчивы. Вот почему мы пытаемся идентифицировать другую возможность лечения, с другим радиоактивным материалом, для этих пациентов».
Еще одна экспериментальная стратегия разрабатывается в Институте биомедицинских наук Университета Сан-Паулу (ICB-USP), где исследователи изучают иммунотерапию на основе дендритных клеток. Эти клетки являются важными компонентами иммунной системы, и их функционирование часто нарушено у онкологических пациентов, пояснил профессор ICB-USP и координатор проекта Хосе Александр Марзагао Барбуто.
«Несколько лет назад было обнаружено, что можно брать моноциты из клеток крови онкологических пациентов и превращать их в дендритные клетки в лаборатории. Но дендритные клетки, полученные таким образом, часто отвлекаются на индукцию толерантности». Чтобы решить эту проблему, команда создала дендритные клетки от здоровых доноров и сплавила их с раковыми клетками пациентов, создав персонализированную вакцину, предназначенную для активации иммунной системы против собственной опухоли человека. Результаты исследований с участием различных видов рака, включая более недавние тесты с пациентами с глиобластомой, показывают, что эта стратегия может быть эффективной при надлежащем контроле иммунного ответа, который она генерирует.
Профессор Барбуто отметил: «Иммунная система интерпретирует эту вакцину на основе дендритных клеток от здорового донора, сплавленных с опухолевыми клетками пациента, как трансплантат и реагирует бурно. Мы провели первые исследования на пациентах с меланомой и раком почки, и результаты были очень хорошими, а также другие с глиобластомой. Теперь мы надеемся провести клинические исследования третьей фазы».
Исследователи из Университетского института рака в Тулузе (IUCT-Oncopole) во Франции также вносят свой вклад в понимание глиобластомы. Их работа исследует, может ли искусственный интеллект, применяемый к магнитно-резонансной томографии, надежно указывать, имеют ли пациенты, проходящие химиотерапию, модификацию ДНК, связанную с исходами лечения и выживаемостью.
Эта модификация, известная как «метилирование промоторной области MGMT», влияет на способ производства и регуляции белка MGMT. Исследователь IUCT-Oncopole и координатор проекта Элизабет Мояль пояснила: «Статус метилирования MGMT является важным прогностическим фактором, но он требует биопсий, которые не всегда репрезентативны для всей опухоли и могут варьироваться при рецидивах». В партнерстве с компьютерным ученым Ахмедом Берджауи из IRT Saint-Exupéry команда применила методы искусственного интеллекта, изначально разработанные для аэрокосмической отрасли, чтобы помочь решить эти проблемы.
Берджауи заявил: «Мы разработали модель, способную предсказывать выживаемость с высокой точностью – от 80% до 90%, что превосходит другие существующие методы».
