Два удара по опухоли в одной частице: что показал российский эксперимент

Радий-223 и доксорубицин объединили в одном носителе. У мышей рост опухолей замедлился на 61-72%, но до применения технологии у людей еще далеко.

Исследование опубликовано 7 октября 2026 года в научном журнале ACS Applied Bio Materials. Его провели специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого совместно с коллегами из Петербургского института ядерной физики НИЦ «Курчатовский институт» и других научных организаций.

Разработка относится к направлению, которое становится все более значимым для современной онкологии: управляемой доставке противоопухолевых средств непосредственно в пораженную ткань.

Почему одного противоопухолевого препарата бывает недостаточно

Злокачественная опухоль не представляет собой однородную массу одинаковых клеток. Даже внутри одного новообразования клетки могут различаться по скорости деления, генетическим изменениям, кровоснабжению и чувствительности к лекарствам.

Поэтому препарат, эффективно уничтожающий одну популяцию опухолевых клеток, может значительно слабее действовать на другую.

Один из подходов к решению этой проблемы — комбинированное лечение, при котором используются средства с различными механизмами действия.

Именно такую комбинацию решили создать петербургские исследователи.

Первый компонент — доксорубицин, давно применяемый в онкологии химиотерапевтический препарат. Он нарушает работу фермента топоизомеразы II, необходимого для нормального функционирования ДНК, и способствует повреждению генетического материала клеток.

Второй компонент — радий-223, радиоактивный изотоп, испускающий альфа-частицы.

Альфа-излучение способно вызывать тяжелые повреждения ДНК, включая разрывы обеих ее цепей. При этом его пробег в биологических тканях очень невелик — менее 100 микрометров.

Такое сочетание высокой локальной повреждающей способности и малого расстояния распространения делает радий-223 интересным инструментом для направленного воздействия на опухолевые клетки.

Однако существует серьезное препятствие.

Радий-223 уже лечит рак, но преимущественно в костях

Радий по химическим свойствам напоминает кальций. Поэтому после введения в организм он преимущественно накапливается в костной ткани, особенно там, где активно происходит образование новой кости.

Эта особенность используется в онкологии.

Препараты радия-223 применяются при определенных формах метастатического рака предстательной железы с поражением костей. Радиоактивный изотоп оказывается рядом с опухолевыми очагами и повреждает их клетки альфа-излучением.

Но для опухолей мягких тканей такая естественная система доставки не подходит.

Например, опухоль молочной железы не обладает теми же свойствами, что костная ткань. Если просто ввести радий-223 в кровоток, рассчитывать на его избирательное накопление в такой опухоли нельзя.

Следовательно, проблема состоит не только в выборе радиоактивного вещества.

Необходимо научиться удерживать его в нужном месте.

Именно эту задачу исследователи попытались решить с помощью специального материала.

Как работает доставка двух противораковых средств в одной частице

Ученые использовали металл-органические каркасы, известные под английским сокращением MOF (metal-organic frameworks).

Это материалы, в которых металлические узлы соединены органическими молекулами, образуя регулярную пористую структуру.

Проще всего представить такой каркас как чрезвычайно маленькую трехмерную губку.

Внутри нее и на ее поверхности можно размещать различные вещества. При этом химический состав, размеры и свойства каркаса поддаются настройке.

В исследовании применялись структуры UiO-66-NH2 на основе циркония.

Ученые изготовили два варианта носителей:

• Наночастицы размером приблизительно 200-300 нанометров.
• Более крупные частицы размером около 0,5-1 микрометра.

В эти структуры включали доксорубицин и радиоактивный радий-223.

Но с радием возникла химическая проблема.

Ионы этого элемента плохо закреплялись на азотсодержащих группах каркаса. Простое смешивание компонентов не позволяло надежно соединить их.

По информации разработчиков, решение состояло в использовании дополнительного вещества: радий включали в осадок сульфата бария, связанный с поверхностью носителя.

Таким образом удалось объединить химиотерапевтический препарат и радиоактивный изотоп в общей системе доставки.

Важное уточнение: сам по себе такой каркас не обязательно способен самостоятельно находить опухоль после введения в кровоток. Исследователи показали удержание разработанной системы в опухолевой ткани, но это не равнозначно доказательству универсальной адресной доставки ко всем опухолям организма.

Что на самом деле означают 61-72% эффективности

Разработку проверяли на лабораторных мышах с экспериментально индуцированными опухолями молочной железы.

Исследователи сравнивали действие комбинированной системы с отдельными компонентами и контрольными условиями.

В опубликованной научной работе сообщается, что объединение радия-223 и доксорубицина в одном носителе обеспечивало торможение роста опухоли на 61,2-72,1%.

Согласно сообщению Минобрнауки России, при использовании компонентов по отдельности этот показатель составлял 37-50%.

Еще один результат: к девятому дню эксперимента объем опухоли у животных, получавших комбинированную терапию, был приблизительно в 3,5 раза меньше, чем у мышей из контрольной группы без лечения.

Здесь необходимо правильно понимать цифры.

Торможение роста опухоли на 72% не означает, что уже существовавшая опухоль уменьшилась на 72% от первоначального размера.

Речь идет о сравнении опухолевого роста в разных экспериментальных группах.

Опухоль может продолжать увеличиваться, но значительно медленнее, чем без лечения.

Не следует также автоматически интерпретировать более сильное действие комбинации как доказанную фармакологическую синергию.

Синергия предполагает, что совместный эффект превышает ожидаемый результат независимого действия двух компонентов. Для такого заключения необходим специальный количественный анализ.

Полученные данные демонстрируют преимущество комбинированной системы в условиях проведенного эксперимента, но сами по себе не устанавливают характер взаимодействия двух воздействий.

Почему носитель может оказаться не менее важным, чем лекарства

На первый взгляд может показаться, что исследователи просто объединили два известных противоопухолевых средства.

Однако принципиальное значение имеет именно способ их размещения и удержания в опухоли.

Доксорубицин обладает противоопухолевой активностью, но его системное применение ограничивается токсическими эффектами, в том числе возможным повреждением сердечной мышцы.

Радий-223 действует на очень небольшом расстоянии от места своего нахождения, но для эффективности необходимо обеспечить его присутствие в нужной ткани.

Общая система доставки потенциально позволяет решать две задачи одновременно: увеличивать локальную концентрацию терапевтических компонентов и ограничивать нежелательное воздействие на другие ткани.

Это перспективная концепция, но не доказанное клиническое преимущество данной разработки.

Пока неизвестно, позволит ли она действительно уменьшить частоту осложнений или снизить необходимые дозы препаратов у пациентов.

Что показали исследования безопасности

Авторы оценивали не только противоопухолевую активность, но и биологическую совместимость разработанных материалов.

В клеточных экспериментах носители не демонстрировали выраженной собственной токсичности: при исследованных условиях жизнеспособность клеток превышала 90%.

У мышей проводили гистологическое исследование тканей и биохимические анализы крови.

По опубликованным данным, эти проверки не выявили заметных патологических изменений, связанных с применением разработанной системы.

Это обнадеживающий результат, однако он не доказывает безопасность технологии для человека.

Для радиоактивных лекарственных систем особенно важны долговременное распределение изотопа, его выведение из организма, накопление в здоровых органах и последствия облучения тканей.

Кроме того, отсутствие выявленных повреждений за короткий период наблюдения не исключает осложнений, которые могут проявиться позднее.

Когда подобная технология сможет применяться у пациентов

Работа находится на доклинической стадии.

Это означает, что исследователи пока изучают свойства и действие системы в лабораторных условиях и на животных. Клиническая эффективность при раке молочной железы у людей не установлена.

Для дальнейшего развития технологии необходимо решить несколько задач.

Прежде всего предстоит определить оптимальные дозы доксорубицина и радия-223, проверить устойчивость носителей в организме и изучить распределение радиоактивного вещества в течение более длительного времени.

Не менее важно установить, насколько результаты воспроизводятся на других моделях опухолей и при различных способах введения.

Отдельная задача — разработка технологии производства, обеспечивающей стабильный состав, качество и радиохимическую чистоту каждой партии.

Авторы уже получили патент на метод радиомечения. Но патент подтверждает охрану технического решения, а не его медицинскую эффективность или безопасность.

Только после достаточных доклинических исследований можно будет обсуждать переход к испытаниям с участием людей.

Для пациентов с раком молочной железы сегодняшние результаты не меняют действующие стандарты лечения. Однако они указывают на направление исследований, в котором комбинированная терапия может стать более локализованной и управляемой.