Неуловимые биомаркеры рака не спасутся от "щупалец" химического осьминога

"Химический осьминог" на основе борной кислоты вышел на охоту за неуловимыми онкомаркерами.

"Химический осьминог" на основе борной кислоты вышел на охоту за неуловимыми онкомаркерами.
Иллюстрация Georgia Tech / Wu / Xiao & NYPL Digital Commons / PS Ben Brumfield.

Когда злокачественная опухоль только начинает развиваться в организме человека, по телу уже распространяются химические сигналы, докладывающие всему организму о страшной болезни словно глашатаи. До сих пор многие из них невозможно поймать никакими способами. Например, неуловимы особые гликопротеины – молекулы белка, связанные с сахарами. Решение удалось найти команде химиков во главе с Жунху У (Ronghu Wu) из Технологического института Джорджии.

Гликопротеины чрезвычайно разнообразны по размеру и строению. Они входят в состав многих клеточных структур, например, ˆрецепторов. Также гликопротеины странствуют по организму вместе со слизью и гормональными секретами. В этой группе привычных для человека и других организмов химических соединений есть очень редко встречающиеся экземпляры, которые говорят о присутствии аномалии, например, функционировании раковых клеток.

Главной аналитической проблемой, соответственно, является тот факт, что гликопротеинов много, а нужные медикам онкомаркеры среди них присутствуют в крайне низких концентрациях.

Именно для их поимки исследователями и была разработана настоящая молекула-монстр, которую тут же прозвали осьминогом за характерное строение. Для разработки этой новой хитроумной "ловушки" потребовалось несколько лет.

Сердцем "осьминога" стала борная кислота, на которую в ходе ряда химических манипуляций навешивали различные органические фрагменты. Такие соединения носят название бороновых кислот. После этого всю структуру удваивали, затем утраивали, и так далее, пока не получали достаточно разветвлённую молекулу, которую специалисты называют дендримером (корень "дендро" восходит к латинскому слову "дерево").

Интересным решением также стало размещение в центре молекулы магнитного шарика. (В статье, вышедшей в журнале Nature Communications, авторы не уточняют, что он собой представляет). Шарик исполняет роль своеобразной ручки. После захвата гликопротеинов дендример извлекают из раствора с помощью магнита. На следующем этапе "улов" смывают с помощью кислотных растворов и анализируют методом масс-спектрометрии.

Среди многих производных борной кислоты особенно эффективным в поимке раковых гликопротеинов оказался бензобороксол, а точнее "осьминог" на его основе. Как сообщается в работе авторов , самым существенным достижением стала поимка более 1000 гликопротеинов в одном небольшом по объёму образце, тогда как обычные методы определения показали бы только присутствие преобладающих соединений.

В пресс-релизе уточняется, что на данный момент химические "осьминоги" доказали свою высокую эффективность в серии лабораторных тестов на культурах человеческих клеток и образцах тканей мыши.

Уже сейчас у авторов работы есть и конкретные идеи использования их метода на практике, в частности, при выявлении маркеров рака предстательной железы. Мишенью для обнаружения заболевания служит простатический специфический антиген, который является гликопротеином. На данный момент между диагностическим решением о присутствии и отсутствии рака существует признаваемая медиками "серая область". Другими словами, заболевание можно было бы найти и раньше, если бы существовали методы, позволяющие отловить следовые количества гликопротеина. Вот здесь и пригодился бы химический "осьминог".

Также химики считают, что с помощью их разработки можно создавать новые методы направленного уничтожения раковых клеток на ранних стадиях. Более того, столь узкоспецифическая ловушка будет полезна и за пределами медицины, в частности, в активно развивающейся области фундаментальной науки, посвященной гликопротеинам как таковым.

Напомним, что проект "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) пристально следит за достижениями в ранней диагностики различных типов рака, главные из которых можно найти в специальном разделе, посвящённом этому заболеванию. Например, там можно почерпнуть информацию о том, на что способны наночастицы, как применить в диагностике рака искусственный интеллект и многом другом.

Сегодня

Вы можете получать оповещения от vesti.ru в вашем браузере