Онкологично лекарство едновременно защитава сърцето и потиска тумора

Акценти

Учени от Университета на Алберта съобщават за пробив в лечението на рака – ново лекарство, което не само предпазва сърцето от увреждания, причинени от химиотерапията, но и подобрява ефективността на самото противотуморно лечение. В основата на разработването на медикамента стои идентифицирането на протеина ZNF281 и създаването на молекула, наречена ZIM (ZNF281 Interfering Molecule), която блокира неговото действие. Този подход позволява едновременното въздействие върху два от най-сериозните проблеми в онкологията – токсичността на лечението и устойчивостта на туморите.

Впечатляващи резултати при експерименти с животински модели

При изпитвания върху мишки с рак на белия дроб изследователите комбинират новия медикамент със стандартна химиотерапия, включваща лекарства от групата на антрациклините. Резултатите показват значително подобрение както по отношение на сърдечната функция, така и в овладяването на тумора.

При третираните животни не се наблюдават типичните сърдечни увреждания, които често съпътстват химиотерапията. В същото време туморът регресира по-бързо и в някои случаи изчезва напълно. Не се установява и разпространение на раковите клетки към други органи – процес, известен като метастазиране.

Подобни резултати са потвърдени и при мишки с меланом (най-опасната форма на рак на кожата), което подсказва, че ефектът на лекарството може да не е ограничен само до един тип рак.

Защо химиотерапията влияе на сърдечната функция

Една от основните цели на изследването е да се изясни защо химиотерапията, макар и ефективна срещу рака, често уврежда сърцето. Вредното й въздействие, известно като кардиотоксичност, може да доведе до сериозни усложнения, включително сърдечна недостатъчност.

След години работа учените стигат до извода, че различните видове противоракови терапии активират общ механизъм на стрес в сърдечните клетки. Тази реакция по принцип има защитна функция – тя помага на сърцето да се справи с краткотрайни неблагоприятни условия като липса на кислород или хранителни вещества. Когато обаче стресът стане хроничен, както при лечението на рак, ефектът се обръща и започва да уврежда клетките.

В този механизъм ключова роля играе протеинът ZNF281, който участва в активирането на процеса.

Двойствената роля на протеина ZNF281

Изследователите установяват, че ZNF281 има изключително интересна и важна двойна функция в организма. В сърдечната тъкан той стимулира механизми, водещи до клетъчна смърт и отслабване на функцията на сърцето. В същото време, в туморна микросреда, протеинът подпомага растежа и разпространението на раковите клетки.

Тези противоположни роли се обясняват с различните условия, при които функционират сърцето и туморите. Докато сърдечната тъкан е богата на кислород, туморите често се развиват в среда с ниско съдържание на кислород, което променя начина, по който протеинът влияе на клетките.

Осъзнаването на тази двойственост насочва учените към разработването на терапия, която да блокира ZNF281 и едновременно защитава сърцето и потиска развитието на рака.

Създаването на ZIM – нов тип таргетна терапия

Разработването на лекарство, насочено към транскрипционен фактор като ZNF281, представлява сериозно предизвикателство, тъй като тези протеини обикновено трудно се повлияват от класически медикаменти.

С помощта на медицински химици екипът успява да открие специфична структура в протеина – своеобразен „джоб“, който се формира при свързването на ZNF281 с ДНК. Това откритие отваря пътя към създаването на малка молекула, която се прикрепя към това място и блокира взаимодействието между протеина и ДНК.

Така се появява ZIM – нова молекула, която прекъсва сигналите, свързани както със сърдечните увреждания от химиотерапия, така и с растежа на туморите.

Доказателства за потенциал и при хора

За да проверят дали откритията имат значение и за човешкото здраве, учените анализират сърдечни клетки от пациенти, при които се наблюдава кардиотоксичност вследствие на химиотерапия. Те установяват, че същият сигнален път, включващ ZNF281, е активен и при хора.

Това означава, че механизмът, наблюдаван при животинските модели, вероятно играе същата роля и при хората, което прави терапията особено обещаваща за бъдещо клинично приложение.

Какво предстои

Въпреки впечатляващите резултати, изследването все още е в предклиничен етап. Следващите стъпки включват допълнителни тестове върху различни животински модели, за да се оцени безопасността и ефективността на лекарството.

Паралелно с това учените предстои да изследват дали ZIM може да бъде ефективен при по-широк спектър от онкологични заболявания, както и в комбинация с различни видове терапии. Едва след тези етапи може да се премине към клинични изпитвания при хора.