Обмануть рак, или Как дать надежду миллионам за три минуты

Молодой немецкий ученый из Университета Иоганна Гуттенберга, получившая степень магистра в легендарном MIT, Массачусетском технологическом институте, Маи Тхи Нгуен-Ким блестяще победила на отборочной конференции Falling Walls Lab в Германии и вскоре стала победительницей финальной конференции в 2013 году.

Ее идея победила, потому что была оригинальной, простой и касалась очень животрепещущей темы: Маи Тхи уже несколько лет занималась проблемой излечения рака.

Диагноз "рак" большинством людей воспринимается как приговор. Да, в последние годы медикам и исследователям удалось совершить несколько серьезных прорывов в лечении этой неумолимой болезни, но критического уменьшения смертности от рака не произошло. Причина этого не в бесполезности лечения, а в большом количестве заболевающих и постоянных мутациях раковых клеток.

Есть мнение, что рак – это эволюционные изменения человечества. В ответ на агрессивную внешнюю среду, генно-модифицированные продукты, некачественную воду и злоупотребление "легальными" наркотиками – алкоголем, никотином, кофеином и другими вредными веществами, организм человека меняется и перерождается. Иногда это происходит успешно, но в большинстве случаев эволюция убивает человека.

Традиционная химиотерапия часто приводит к тому, что пациенты умирают от лечения, а не от самой болезни, поскольку яд, которым по сути являются химиотерапевтические препараты, убивает здоровые клетки, в то время как злокачественные приобретают иммунитет.

Несмотря на это, врачи и ученые-биохимики не сидят сложа руки. За несколько последних лет были предложены революционные методы лечения, среди которых и рецепторный эндоцитоз.

Как это работает? Нанотехнологии позволяют доставить к конкретным клеткам необходимые микроэлементы. Однако клеточная мембрана остается непроницаемой для многих веществ. К примеру, клетки стенок желудка невосприимчивы к концентрированной соляной кислоте. Это и есть основа иммунитета.

Однако вирусные инфекции показывают нам, что внутрь клетки все же можно проникнуть. Для этого нужно "обмануть стражу". Ученые химически связывают молекулы лекарства с "якорем" или лигандом – белковым соединением, способным распознавать больные клетки и отличать их от здоровых. Как правило, это антитела, выделенные из больных клеток, или универсальные соединения.

Приблизившись к мембране больной клетки, лиганд находит рецепторы, связывается с ними, и постепенно вся "конструкция" окружается клеткой. В результате "троянский конь" оказывается внутри. Лекарство высвобождается в клеточную плазму и убивает больную клетку.

Об этом и рассказала ученой аудитории Маи Тхи Нгуен-Ким на конференции Falling Walls. Впрочем для ученых это не было тайной. Главной проблемой, как отметила Маи Тхи, является способ безошибочно и беспрепятственно проникнуть внутрь больной клетки.

В своем варианте нанотехнологического способа применения эндоцитоза для лечения рака доктор Ким к молекуле лекарства и лиганду добавила цветной маркер для визуального определения эффективности лечения.

Остался вопрос: как связать эту конструкцию воедино и сделать незаметной для "полицейского" – иммунитета, который в этом случае выступает против больного.

Можно традиционно использовать в качестве "кокона" универсальные белки, которые не вызывают сопротивления клеточной мембраны, отметила Маи Тхи. Однако она представила новое решение. Вместе со своим коллегой из MIT Омаром Фишером она обратила внимание на полифенолы, универсальные растительные элементы. Лаборатории удалось синтезировать искусственный полимерный материал, являющийся аналогом растительных танинов. И это открыло широчайшую перспективу лечения практически всех болезней путем доставки лекарств прямо в клетки.

Что такое полифенолы? Эти чудодейственные соединения содержатся в знакомых нам продуктах – гранате, яблоках, винограде, ячмене, капусте, куркуме и многих других. Эти мощные антиоксиданты являются предметом изучения биохимиков еще с 60-х годов прошлого века. Многие называют их панацеей от всех болезней, однако точно известно, что они растворяют холестерин, укрепляют стенки сосудов, препятствуют болезни Альцгеймера. Но самое главное – они редуцируют раковые клетки.

Поэтому, по мнению доктора Ким, лучшего претендента на роль "маски" для лечебной конструкции нет.

Использование искусственного полифенола, созданного Маи Тхи в лаборатории MIT, открывает мембраны всех человеческих клеток и позволяет доставлять лекарства точно по назначению без вреда для окружающих элементов организма.

Доклад Маи Тхи Нгуе-Ким был горячо воспринят учеными, присутствовавшими в зале, ведь он дал надежду миллионам.

Примечательно, что для самой Ким участие в Falling Walls Lab стало полной неожиданностью. Девушка занималась своей докторской диссертацией, когда получила письмо с предложением изложить свой проект за три минуты. Подумав некоторое время, она решилась – и стала победительницей.

Для всех будущих участников конференции очень ценны советы самой Маи Тхи, которые она написала на своем сайте.

"Сложно не только предельно точно изложить суть вашей работы, но и найти язык, который будет понятен всем, даже незнакомым с вашей отраслью науки. Ученые всегда думают критически, точно и с вниманием к деталям. Но я была вынуждена опустить детали и сосредоточиться на голой сути. Я думала об аналогиях из повседневной жизни. И о том, как половчее использовать три слайда в Power Point, чтобы наилучшим образом проиллюстрировать мои слова. В течение отпущенных вам трех минут нет времени для ошибок. Вы должны знать ваши слова наизусть. Если вы решили спонтанно перефразировать предложение, вы можете потерять 10 секунд, и это может иметь решающее значение, – отметила Нгуен-Ким. – Меня особенно радует, что мне удалось заставить людей смеяться во время моего рассказа. Я надеюсь, это знак, что аудитория поняла, что химия действительно может быть веселой".