Радиотерапия и «Minibinders»
Исследовательский фонд Вашингтона (WRF) выделил грант в размере 387 050 долларов США доктору Деррику Хиксу и его команде в Институте дизайна белков (IPD) Вашингтонского университета для дальнейшей разработки новаторской технологии радиотерапии. Это новое финансирование основано на предыдущей поддержке на общую сумму 350 000 долларов США, предоставленной WRF в 2022 и 2023 годах. Радиотерапия, которая использует излучение для обнаружения и уничтожения раковых клеток, является жизненно важным инструментом в лечении рака. Однако традиционная радиотерапия может нанести значительный ущерб здоровым клеткам, окружающим опухоли, что ограничивает их эффективность и увеличивает риск побочных эффектов. Радиоактивно меченые антитела — антитела, прикрепленные к радиоактивному атому, — добились успехов в повышении точности лучевой терапии. Связываясь конкретно с раковыми клетками, эти антитела помогают минимизировать воздействие радиации на здоровые ткани. Несмотря на свои обещания, антитела — это большие молекулы, что затрудняет их проникновение в микросреду опухоли и эффективное достижение своих целей. Кроме того, их длительная циркуляция в организме может привести к нежелательному воздействию на нецелевые ткани. Доктор Хикс и его коллеги работают над преодолением этих проблем, используя «мини-связыватели», небольшие белковые молекулы, разработанные для высокоспецифичного нацеливания. В отличие от традиционных антител, мини-связыватели компактны и предназначены для прочного связывания с определенными опухолевыми маркерами, что позволяет им более эффективно перемещаться в микросреде опухоли. Исторически разработка этих мини-связывателей требовала существенных экспериментов методом проб и ошибок, но недавние достижения в области машинного обучения в IPD ускорили этот процесс, что позволило быстрее идентифицировать оптимальные кандидаты на белки. Команда планирует прикрепить радиоактивные атомы к мини-связывателям, чтобы создать новые методы лечения, которые смогут точнее воздействовать на раковые клетки. Ожидается, что эти мини-связыватели будут достаточно маленькими, чтобы проникать в опухоли, и достаточно специфичными, чтобы связываться только с раковыми клетками, что снижает вероятность повреждения здоровых тканей. Важно то, что мини-связыватели могут быть разработаны так, чтобы со временем выводиться из организма, сводя к минимуму токсические эффекты. В исследовательском сотрудничестве участвуют известные ученые, такие как доктор Гонсало Бернардес из Кембриджского университета и Института молекулярной медицины в Лиссабоне, а также доктор Бруно Оливейра из Центра ядерных наук и технологий в Лиссабоне, который поможет с аспектами исследования, связанными с радиацией. Финансирование WRF поддержит оптимизацию этих конъюгатов минисвязывающих веществ с радиоактивными атомами с акцентом на таргетирование белков, которые сверхэкспрессируются в опухолях и имеют решающее значение для их выживания и распространения. Эти соединения также будут проверены на предмет их потенциала для использования в диагностической визуализации с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). ПЭТ-визуализация позволяет проводить детальное 3D-сканирование тела с использованием радиоактивных индикаторов, помогая врачам визуализировать опухоли. Исследователи стремятся определить, могут ли их минисвязывающие вещества сделать опухоли видимыми с помощью ПЭТ, что позволило бы технологии служить как диагностическим, так и терапевтическим инструментом. Доктор Хикс подчеркнула, что это финансирование поможет команде приблизиться к разработке эффективных методов лечения для пациентов с агрессивными видами рака и высокими неудовлетворенными медицинскими потребностями. Цель команды — создать методы лечения, которые избирательно воздействуют на раковые клетки и уничтожают их, не повреждая при этом здоровые ткани. Доктор Мехер Антиа, директор грантовых программ WRF, выразила уверенность в достигнутом прогрессе и потенциале этой технологии. Она заявила, что WRF с радостью продолжит поддерживать эту многообещающую работу. Доктор Хикс ожидает, что проект будет завершен в течение года, и рассматривает возможность создания дочерней компании из IPD, чтобы помочь коммерциализировать технологию и направить ее на клинические испытания.
Комментарий обозревателя SuppBase Элис Уинтерс:
Исследование, возглавляемое доктором Дерриком Хиксом и его командой в Вашингтонском университете, представляет собой заслуживающую внимания эволюцию в области радиотерапии, сочетающую точное нацеливание с потенциалом как для терапевтических, так и для диагностических применений. Заменив традиционные громоздкие антитела более гибкими мини-связывателями, команда решает ключевую проблему в лечении рака: способность эффективно нацеливаться и уничтожать опухолевые клетки, сводя к минимуму вред для окружающих здоровых тканей. Это может стать значительным шагом вперед в снижении побочных эффектов, обычно связанных с лучевой терапией. Использование машинного обучения для оптимизации дизайна мини-связывателей особенно интересно. Исторически процесс разработки белков, которые могут избирательно связываться с раковыми клетками, был очень трудоемким и отнимающим много времени. Оптимизируя этот процесс с помощью вычислительных методов, доктор Хикс и его коллеги готовы ускорить разработку высокоэффективных методов лечения, сократив как стоимость, так и время выхода на рынок — критическое преимущество в гонке за разработку новых методов лечения рака. Более того, идея двойных радиоактивно меченых мини-связывателей, которые могут как лечить, так и диагностировать рак, интригует. Если мини-связыватели можно будет использовать в сочетании с ПЭТ-визуализацией, это откроет новые возможности для мониторинга в реальном времени реакции опухоли на лечение, предлагая уровень точности, который может значительно улучшить клинические результаты. Двойная терапевтическо-диагностическая функция также может оптимизировать клинический рабочий процесс, делая его более эффективным и потенциально сокращая необходимость в нескольких отдельных диагностических тестах. Несмотря на многообещающие возможности этой технологии, впереди есть некоторые проблемы. Долгосрочная безопасность и эффективность этих мини-связывателей у людей должны быть тщательно проверены, особенно когда они начнут использоваться в клинических условиях. Кроме того, разработка жизнеспособного процесса производства для этих небольших белков, который должен быть как эффективным, так и масштабируемым, может стать значительным препятствием. Минибиндеры намного меньше антител, что может представлять новые производственные сложности и нормативные препятствия, особенно с точки зрения обеспечения их стабильности и безопасности для использования человеком. Также будет интересно посмотреть, как быстро будут продвигаться усилия по коммерциализации. План доктора Хикса по выделению компании из IPD может быть разумным шагом, но успех этого предприятия будет в значительной степени зависеть от обеспечения дальнейших инвестиций и управления часто сложным процессом вывода новой технологии на рынок. Способность команды привлекать поддержку заинтересованных сторон, включая как инвесторов, так и регулирующие органы, будет иметь решающее значение для определения того, как быстро эта многообещающая терапия достигнет онкологических пациентов. Подводя итог, можно сказать, что еще многое предстоит сделать, прежде чем терапия на основе минибиндеров станет широко доступной для пациентов, сочетание точного нацеливания, потенциала двойной функциональности и ускоренной разработки с помощью машинного обучения выводит это исследование на передний план инновационных методов лечения рака. Будет интересно увидеть, как будут развиваться эти технологии и какое влияние они могут оказать на лечение онкологических заболеваний в ближайшем будущем.
