Нашлась ли смена цисплатину?

Согласитесь, весьма вдохновляющий текст. Но в то же время вызывает целый ряд вопросов. Что это за «фемто-медицинский подход»? И почему авторы подчеркивают, что открытые ими вещества являются «не-платиновыми»? (Главный вопрос, разумеется, в том, насколько это новое средство оправдает себя в клинических проверках на людях, но его я оставляю в стороне, поскольку такие проверки пока еще не проводились). Проще всего ответить на первый вопрос, а интересней всего – на второй. Поэтому начнем с простого.

Слово «фемто» означает одну миллионную от одной миллиардной. Сегодня оно чаще всего упоминается в связи с фемто-секундными лазерами. Лазер – это устройство, в котором искусственно возбуждается сильный оптический сигнал. Он силен за счет сложения многих волн, которые одинаковы по фазе. Получается такой короткий «световой выстрел». Но если специальными способами создать внутри лазера разно-фазовые волны с близкими частотами, то они тоже могут усилить друг друга, но лишь в какой-то крохотный отрезок времени, а потом взаимно погасятся на много более долгое время. Такой «выстрел» будет очень коротким по времени, и в принципе его можно довести до пико-секундной (тысячная от миллиардной) и даже фемто-секундной длительности.

Фемтосекунда это ОЧЕНЬ короткий отрезок времени – за это время сам его величество свет (300 тысяч км в секунду!) успевает пройти лишь десятые доли микрона. Так что, живя в мире фемтосекунд, мы могли бы наблюдать плавное движение отдельных электронных облаков – например, их переход от атома к атому при образовании молекул. Офтальмологи применяют сегодня такие лазеры для починки сетчатки (забивают микроскопом гвозди), а биологи и физики – для исследования электронных процессов внутри молекул. В частности, в лаборатории профессора Лу фемтолазерным способом изучаются изменения ДНК внутри отдельных клеток: «выстрелы» лазера позволяют сделать серию мгновенных снимков ДНК, и эта серия показывает процесс такого изменения. И поскольку Лу изучал действие открытых им веществ на ДНК различных клеток именно с помощью такого метода, он и назвал эти вещества «фемто-веществами».

Куда интересней, какое значение имеет, что эти вещества «не-платиновые». Тут мы выходим на сюжет, который я бы назвал «Трижды случайное замечательное открытие». Дело было в 1961 году, местом действия был Мишиганский университет в США, а героем – молодой физик Барнетт Розенберг, которого университет переманил из Нью-Йорка, предложив ему создать и возглавить лабораторию биофизики. Дальше история, грубо говоря, разворачивалась так. В поисках первой темы для работы лаборатории Розенберг выбрал давно поразившую его загадку – странное сходство кучки опилок, собирающейся возле магнита, с хромосомами, собирающимися в кучку в центре любой клетки перед началом ее деления. Какой магнит их туда тащит? А реагируют ли ДНК вообще на магнит? Интересно проверить. Так вырисовываются контуры эксперимента: поместить культуру клеток в раствор электролита, внести туда электроды, пропустить ток, создать электромагнитное поле и посмотреть, что произойдет с клетками. Для начала была взята простейшая, надежно изученная клетка – кишечная палочка. Результат оказался неожиданный: когда возникало электромагнитное поле, клетки в культуре начинали бурно расти (некоторые увеличивались в размере чуть не в 300 раз (но переставали делиться). А как только поле выключалось, деление возобновлялось. Оказалось, что Розенберг случайно открыл способ задерживать клеточное деление. Это было бы замечательное средство борьбы с раковыми клетками, но открытие требовало проверки и подтверждения.

На этапе проверки неожиданно (опять неожиданно) оказалось, что деление клеток задерживает не поле, а одно лишь внесение электродов. Приглашенные химики выяснили, что платиновое покрытие на электродах реагирует с хлоридом аммиака, который использовался в качестве электролита, и возникает вещество «дихлородиаминоплатинум». Оно-то и останавливает деление клеток. Поиск чисто химического пути создания этого вещества, без электродов и электролитов, увенчался успехом, но результат оказался обескураживающим: полученное прямым химическим путем, оно не влияло на деление клеток. Как вспоминает Розенберг, на этом этапе помогла вторая счастливая случайность: остаток синтезированного продукта, забытый на несколько недель в банке на подоконнике, изменил цвет и это подвигнуло кого-то из экспериментаторов (третья счастливая случайность) еще раз испытать его влияние на деление клеток. Влияние оказалось весьма эффективным.

Дальнейшие исследования показали, что это «дихло» обладало двумя возможными структурами – «транс» и «цис» - и первая, будучи более устойчивой, подавляла образование второй при химическом синтезе, но вторая преобладала при образовании на электродах или под воздействием света. Более того – те же особенности были свойственны и хлоро аммониевым соединениям с другими элементами платиновой группы, цисплатин Розенберга был эффективнее всех в подавлении клеточного деления, потому что его молекулы энергично соединялись с определенными звеньями ДНК и этим мешали им удвоению (которое необходимо для деления клетки). Интересно, что каждый из этих фактов по отдельности был известен раньше: сам цисплатин были открыт Пейроном в 1845 г., его структура была установлена Вернером в 1893 г., а бактерицидные свойства элементов платиновой группы наблюдались еще в 1950 г. о только в работах Розенберга все этм факты соединились в открытии нового мощного антиракового препарата.

В 1968 году в лаборатории Розенберга была найдена самая эффективная (т.н. планарная) структура цисплатина и началась его первая проверка на мышах. В первый день проверки мышей заразили саркомой, во второй им сделали инъекцию цисплатина, на восьмой умертвили, вскрыли и убедились, что у многих мышей опухоли исчезли. Когда Розенберг представил эти данные в Национальный Институт Рака и запросил грант на дальнейшие исследования, там к его данным отнеслись с подозрением; однако и здесь : экспертная проверка (проведенная на мышах, зараженных лейкемией) дала почти 100-процентный успех. В 1969 году Розенберг получил свой грант, а журнал Nature опубликовал его статью, и с этого начался победный путь цисплатина в химиотерапии рака. В 1973 году было показано, что он эффективен также в борьбе с меланомой у людей; в 1979 году он был испробован на больных с раком яичек и привел к длительной приостановке болезни у 13 (из 15-ти) пациентов; а в 1999 году было показано, что он эффективен также в борьбе с раком шеи и головы.

И теперь мы можем вернуться ко второму из поставленных выше вопросов. Профессор Лу не зря подчеркивает, что его «фемто-вещества» не содержат платины, За время применения цисплатина и его производных (карбоплатина и т.п.) выяснилось, что платиновые препараты обладают также серьезнейшими побочными последствиями. Я не буду их перечислять, список слишком велик (почки, нервная система, слух, кости, кровь), но все они вызваны тем, что в своем воздействии на раковые клетки циплатин не очень разборчив и зачастую поражает также нормальные клетки соседних тканей. И потому заявление профессора Лу о том, что его фемто-вещества, будучи родственны цисплатину, но не имея в себе платины как таковой, не обладают токсичностью по отношению к нормальным клеткам, вызывает большие надежды. Но таких надежд и в прошлом было много - включая те, что возлагались на цисплатин.

Оправдаются ли они в случае «фемто-веществ», должно показать будущее.

****************************************************************

Хроника

Группа испанских исследователей предложила и опробовала принципиально новый метод борьбы с раком. Этот метод состоит в искусственно-ускоренном укорочении т.н. теломеров – белковых «набалдашников», которые защищают концы молекул ДНК в любой клетке. Теломеры состоят из сотен повторяющихся белков и сами укрыты «колпачками» из защитных белков - «шелтеринов». При каждом делении клетки теломеры несколько укорачиваются, но до поры до времени фермент теломераза восстанавливает их длину. Однако после 50-ти и более делений действие теломеразы в обычных клетках прекращается и эти клетки гибнут. В раковых клетках это не происходит и поэтому они способны делиться и размножаться неопределенно долгое время. Испанские ученые предложили атаковать раковые клетки путем разрушения их шелтеринов, что обнажало бы теломеры в этих клетках и ускоряло их «износ». Им удалось найти и генетически блокировать один из важнейших шелтеринов и показать, что эта блокировка подавляет созревание т.н. стволовых раковых клеток, из которых, как полагают, образуются опухоли. В то же время подавление гена этого шелтерина достаточно «терпимо» сказалось на здоровых клетках мыши. Теперь в планах исследователей – проверка идеи с помощью найденных ими двух веществ, как будто бы способных химически блокировать тот же шелтерин.

В журнале Comprehensive Psychology недавно опубликована статья социолога Коннектикутского университета Марка Гамильтона, в которой утверждается, что даты рождения людей могут влиять на способности людей и особенности их характера. Как известно, астрологи распределяют календарь не только между планетами и созвездиями, но также между сезонами («влажные», «холодные» и т.п.). В 2013 году Гамильтон собрал биографические данные 100 знаменитых людей в самых разных областях и обнаружил, что даты их рождения явно тяготеют к «влажному» астрологическому сезону между декабрем и началом марта, а внутри него – к астрологическому знаку Водолея. Этот результат, опубликованный им в Journal of Social Sciences, вызвал тогда упрек в недостаточно представительной выборке, и вот сейчас Гамильтон собрал аналогичные данные для 200, а потом 300 «селебритес» и показал, что и в этой более широкой группе даты рождения тоже тяготеют к знаку Водолея. Более того – по его утверждению, сезоны рождения могут дать базу для предсказания рода будущих занятий человека и его поведения. Коли так, то, возникает надежда, что, может быть, со временем удастся и всю вообще социологическую науку заменить астрологией.

Рафаил Нудкльман
"Окна", 4.06.2015