Как яд скорпиона может стать новым средством от рака

Использование и модификация природных соединений — давняя успешная стратегия в разработке лекарств. С помощью нанотехнологий исследователи превращают ранее забракованные кандидаты в действенные препараты.

Около 40% одобренных клинических лекарств основаны на природных соединениях или их модификациях. К ним относятся статины (из бактериальных секретов) для снижения холестерина, хинины (из хинного дерева) против малярии и паклитаксел (из тиса) против рака.

Многие такие продукты — это токсины, которые растения или животные используют для защиты. Яд скорпиона вызывает растущий интерес как источник новых лекарств. Он содержит смесь биологических химических веществ — пептидов, некоторые из которых вызывают гибель клеток, образуя поры в биологических мембранах. Это полезно, если направить действие, например, против опухолевых клеток.

Токсины могут быть очень мощными. Например, небольшой пептид TsAP-1, выделенный из яда бразильского желтого скорпиона (Tityus serrulatus), обладает противомикробными и противораковыми свойствами.

Однако использовать эту силу в клинических целях до сих пор было сложно, потому что токсины убивают как опухолевые, так и здоровые клетки. Один из методов контроля токсичности — использование нанотехнологий для создания специальных систем доставки лекарств. В идеале токсичный препарат высвобождается только в пораженных тканях.

Дипанджан Пан из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне предпринял такую попытку. В исследовании, опубликованном в журнале Chemical Communications, ученые заявили о создании сферических капсул для улавливания токсина скорпиона TsAP-1. Этот инкапсулированный токсин, названный NanoVenin, в десять раз повысил эффективность уничтожения клеток рака молочной железы.

Это важное достижение по двум причинам: во-первых, природная форма токсина не могла быть использована из-за отсутствия специфичности, а во-вторых, включение токсина в наночастицу значительно повысило его эффективность, сделав более пригодным для клиники.

Пока препарат действует на клетки рака молочной железы, но не является специфичным для конкретного заболевания. Исследователи могут модифицировать его внешнюю оболочку, например, присоединив белки, которые обеспечат избирательность к определенным типам рака. Также можно покрыть наночастицу биоразлагаемым слоем, который будет удерживать токсин до достижения пораженной области, где слой разрушится.

Такая точная доставка может работать по принципу «замка и ключа» на основе высокоспецифичных биологических структур. Например, разные типы раковых клеток имеют характерные секреции или поверхностные белки — биоразлагаемый слой лекарства можно создать так, чтобы он распознавал эти специфические маркеры и запускал процесс деградации для точной доставки токсина.

Часто эффективные препараты не коммерциализируются из-за проблем с доставкой. Однако последние достижения в нанотехнологиях показывают, как ранее отвергнутые лекарства из природных соединений могут быть возвращены в арсенал для борьбы с болезнями.