В лаборатории химической регуляции биокатализа Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН (ИМБ РАН) разрабатывают ферментативные системы на основе метионин-гамма-лиазы для применения в противоопухолевой терапии. Для сохранения функции фермента при введении в кровоток и минимизации иммунного ответа организма учёные создали нанореакторы, заключив фермент в полимерную оболочку с «якорями» для направленной доставки к месту терапии. Об этом сообщает пресс-служба института.

В основе концепции действия заложен ферментативный процесс превращения нетоксичного пролекарства в биологически активное соединение, оказывающее противоопухолевый эффект. Благодаря заключению фермента в капсулу-систему доставки, ферментативная реакция протекает непосредственно у клеток-мишеней, что позволяет снизить общую токсическую нагрузку действующего вещества на организм.

Полимерная оболочка нанореактора не препятствует попаданию внутрь неё субстрата-пролекарства и выходу наружу биологически активного продукта ферментативной реакции. Размер таких капсул с ферментом составляет всего 70–100 нм — это в сто раз меньше диаметра эритроцита. Для направленной доставки в организме к раковым клеткам к поверхности нанокапсул были присоединены химические «якоря», содержащие фитоэстроген — дайдзеин.

«Благодаря структурной схожести с гормоном эстрадиолом, дайдзеин связывается с эстрогеновыми рецепторами, которые в раковых клетках присутствуют на поверхности клеточной мембраны в больших количествах по сравнению с нормальными клетками. Таким образом, помимо защитных свойств капсулы, увеличивающей время действия фермента в организме, осуществляется и направленная доставка нанореакторов к поверхности опухолевой клетки», — рассказала старший лаборант лаборатории химической регуляции биокатализа Алёна Сидорова.

Совместно с коллегами из Национального медицинского исследовательского центра онкологии им. Н.Н. Блохина и Питомника лабораторных животных филиала Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН в Пущино проведены испытания противоопухолевой активности фармакологических пар на мышах с модельными опухолями-ксенографтами и оценена безопасность разработанных нанореакторов.

«Концепция нанореакторов, основанных на инкапсулированных в полиионные везикулы ферментах, находится пока в начале своего прикладного внедрения. Однако уже сейчас виден несомненный потенциал данного подхода, который послужит основой для создания новых оригинальных препаратов, обладающих избирательным действием на опухолевые клетки», — сообщает старший научный сотрудник лаборатории химической регуляции биокатализа Елена Морозова.

Работа выполнена при поддержке грантов Российского научного фонда.

Источник: пресс-служба ИМБ РАН.