Биофизики Университета Лобачевского разработали фотосенсибилизатор, который позволяет оценивать эффективность фотодинамической терапии рака (ФДТ) в режиме реального времени. Соединение на основе порфиразина обладает уникальным набором свойств и не имеет аналогов в современной фотодинамической терапии. Вещество является одновременно противоопухолевым агентом и сенсором вязкости клеток. Чем выше вязкость внутриклеточной среды, тем выше шанс уничтожения опухоли.

«Фотосенсибилизатор вводится внутривенно и избирательно накапливается в опухоли, опухоль облучается светом. В результате фотосенсибилизатору передаётся энергия, которая активирует кислород, уничтожающий раковые клетки. Когда они погибают, цитоплазма становится вязкой. В этот момент фотосенсибилизатор меняет своё свечение. С помощью специальных датчиков мы наблюдаем за уровнем свечения. Если параметры свечения изменились, значит, опухолевая клетка гарантированно погибнет», – рассказала автор разработки, старший научный сотрудник кафедры биофизики Института биологии и биомедицины ННГУ Наталья Шилягина.

Учитывая свечение фотосенсибилизатора, дозу света, необходимую для уничтожения опухоли, можно подобрать в течение нескольких минут, в зависимости от индивидуальных особенностей болезни. Тогда как существующие методы ФДТ опираются на стандартные алгоритмы лечения, требуют повторной диагностики новообразования и часто – новых сеансов терапии.

«Фотодинамическая терапия – прекрасный способ малоинвазивного лечения, когда опухоль находится на небольшой глубине и от неё можно избавиться, не прибегая к хирургии. Наша цель – добиться максимальной эффективности ФДТ при минимальном риске для здоровых тканей, чтобы запустить механизм гибели опухоли можно было за один сеанс. При таком подходе рецидивов и побочных эффектов станет меньше, снизится уровень стресса больного. Наконец, это сэкономит время врача и пациента. Если удастся ввести наш метод в клиническую практику, фотодинамическая терапия станет более персонализированной», – рассказала Наталья Шилягина.

Кроме того, фотосенсибилизаторы, разработанные в ННГУ, можно использовать для визуализации границ опухоли при хирургической операции. Ещё одним из преимуществ соединения является низкая кожная фототоксичность, что снижает чувствительность пациентов к обычному свету после сеанса фотодинамической терапии.

«В различных экспериментах на клетках и лабораторных животных вещество показало свою эффективность. Опыты на мышах продемонстрировали не только исчезновение опухоли, но и заживление тканей. Чтобы сделать следующий шаг, нужно увеличить масштаб испытаний. Сегодня мы продолжаем с помощью тонкой химической настройки совершенствовать соединение, создаём “идеальный фотосенсибилизатор”. Различные его варианты могут быть использованы не только в медицине, но и для изучения внутриклеточных процессов», – сообщила Наталья Шилягина.

Фотосенсибилизаторы были синтезированы в Институте металлоорганической химии РАН. В разработке также участвовали специалисты Нижегородского областного клинического онкодиспансера и Нижегородской областной клинической больницы им. Н.А. Семашко. Оборудование для мониторинга состояния фотосенсибилизатора разработали в Институте прикладной физики РАН.

Исследования в рамках проекта продолжаются в течение 10 лет. Итоги работы были подведены в статье, опубликованной в международном журнале Biophysical Reviews в 2023 году.