Новый датчик может измерять реакцию лекарств на раковые клетки

Исследования привели к созданию инженерами-химиками Массачусетского технологического института нового датчика, который позволит им заглядывать внутрь раковых клеток, чтобы проверить, действует ли химиотерапевтический препарат на клетки-мишени. Ученые могут определить уровень перекиси водорода внутри клеток, чтобы идентифицировать препараты, усиливающие перекись водорода, которые поддерживают гибель запрограммированных клеток. Помимо тестирования лекарств этим методом, эти датчики можно использовать для скрининга опухоли пациента, чтобы определить, положительно ли клетки реагируют на лекарство.

Раковые клетки, как правило, имеют мутации, которые приводят к нерегулярному метаболизму и аномально высокому количеству перекиси водорода. Но чрезвычайно высокое производство этого соединения может привести к повреждению клеток. Раковым клеткам требуются антиоксидантные системы, чтобы удалить из них перекись водорода.

«Редокс-препараты» — это тип лекарств, которые служат этой цели, увеличивая выработку перекиси водорода или блокируя антиоксидантные системы.

В настоящее время существует реальная нехватка количественных, химически специфичных инструментов, позволяющих измерить изменения, происходящие в опухолевых клетках по сравнению с нормальными клетками в ответ на лекарственное лечение. Нам действительно нужны инструменты, которые позволят проводить более хорошо спланированные исследования, в которых мы выясним, какие пациенты будут реагировать на этот подход, а какие нет, чтобы можно было одобрить больше этих препаратов. – Хэдли Сайкс, доцент кафедры химического машиностроения Массачусетского технологического института.

Поэтому он приступил к разработке датчика для тщательной проверки уровня перекиси водорода внутри клеток человека и эффективности воздействия на них лекарств.

Существующие датчики перекиси водорода, разработанные с использованием белков, полученных из микробов, были нечувствительны в диапазоне перекиси водорода, который необходимо обнаружить, но было обнаружено, что человеческие белки окисляются при реакции с возрастающими уровнями химического вещества.

Датчик, созданный исследователями, меняет форму при реакции с перекисью водорода, позволяя им легко определять отсутствие или присутствие перекиси водорода. Датчик был протестирован на двух типах клеток: одни чувствительны к пиперлонгумину, окислительно-восстановительному препарату, а другие нет. Результаты показали неизменный уровень перекиси водорода в резистентных клетках и повышенный уровень в других, как и предполагалось.

Стипендия семьи Хаас в области химического машиностроения, стипендия Samsung, Национальный научный фонд и карьерная премия Фонда Берроуза Велкома от Scientific Interface внесли свой вклад в финансирование исследования.