Если опыты окажутся удачными, технология может перевернуть сам подход к лечению онкологических заболеваний с метастазами. Ученые из Петах-Тиквы, возможно, решили одну из фундаментальных проблем – как убить опухоль высокой температурой, но при этом не перегреть здоровые ткани

В отличие от многих других, стартап Sarah Nanoparticles даже не пытается вылечить рак. «Мы только хотим превратить его из смертельной болезни в хроническое заболевание», — любит повторять глава компании Офер Шалев.

Цель как будто скромная, но если подумать – еще более амбициозная: превратить рак из катастрофы — в проблему, пусть требующую денег и времени, но решаемую. Жизнь онкопациента в недалеком будущем Шалев представляет так: 2-3 раза в год тот отправляется в клинику, делает укол, а через 4 часа ложится в специальную машину, внешне напоминающую аппарат МРТ. И еще через полчаса отправляется домой. Дело сделано – опухоли по всему его телу убиты.

Потом раковые клетки снова разможатся. И через несколько месяцев придется повторять процедуру. Зато и побочных эффектов, обычных для химиотерапии тут нет — ни тошноты, ни выпадения волос.

Стартап, как это часто бывает в онкологии, назван в честь погибшей пациентки. Сара была мамой партнера Офера – Рафаэля Хофа. Она болела раком легких и умерла 12 лет назад. Примерно тогда Офер и Рафаэль начали думать над проектом в области онкологии.

— Раковые клетки со временем адаптируются к любой химеотерапии. А мы хотели, чтобы наше лечение работало всегда, поэтому сделали ставку на физическое воздействие, — говорит «Деталям» Шалев.

В основе технологии — элементарная физика и понимание биологии раковой клетки. Хотя все, конечно, не так уж просто.

Самонаводящиеся частицы

Убивать рак путем нагрева первыми придумали не Офер с Рафаэлем. В том или ином виде этот подход пробуют еще с конца XIX века. Он основывается на том, что у опухолей нарушен термообмен, и поэтому она гораздо легче погибают от перегрева.

— Раковые клетки вообще странные, в том числе их мембраны менее проницаемы для крови, — объясняет Офер Шалев. — А ведь кровь не только приносит питательные вещества и кислород, но и служит для регуляции температуры. Это система жидкостного охлаждения нашего организма. Так что раковые клетки не так эффективно охлаждаются и хуже переносят перегрев. Если обычные ткани способны короткое время испытывать нагрев до 55-ти или даже 60 градусов по Цельсию, то опухоли погибают уже при 50-ти градусах.

Как только эту особенность не пытались в разное время использовать. Нагревали пациентов частично и целиком, использовали для этого электроды и сфокусированное электромагнитное облучение. Но всегда упирались в один и тот же вопрос: как нагреть раковую клетку, но не перегреть здоровые ткани рядом с нею?

В последние годы исследователи во всем мире делают ставку на наночастицы. Нужно как-то ввести их в опухоль, а потом подвергнуть воздействию сильного электромагнитного поля. Этот подход применяет и Sarah Nanoparticles. Собственно, второе слово в названии стартапа – это как раз «наночастицы» по-английски.

— А дальше будет то же самое, что с ложкой, если засунуть ее в микроволновку. Частицы сильно нагреются, — объясняет Шалев.

У наночастиц есть одно чудесное свойство, которое используют в разных областях онкологии: они имеют склонность накапливаться в опухолях значительно сильнее, чем в нормальных тканях. Связано это с особенностью сосудов в злокачественных новообразованиях.

Опухолевые клетки очень быстро делятся, это затратный процесс, и довольно скоро им начинает не хватать кислорода. Тогда, начиная примерно с размера в 0,2 мм опухоли, выделяют особые вещества, так называемые «факторы роста», которое заставляют организм растить новые и новые сосуды, чтобы питать опухоль. Сосудов этих, во-первых, очень много, а во-вторых, у них специфическое строение стенок, из-за которого наночастицам гораздо проще проникнуть в опухоль.

Зато лимфатические сосуды, которые призваны отводить от клеток все, что им не нужно, в опухоли развиты плохо. Они очень медленно выводят наночастицы, поэтому они и скапливаются в новообразованиях.

Но это не особенность израильской технологии, это свойство наночастиц онкологи разных стран мира пытаются применить против рака. Хитрость стартапа из Петах-Тиквы в том, как наночастицы устроены внутри.

И толстый слой парафина

В кровь больным вводится капсула размером в 135 нанометров – примерно в 60 раз меньше красного кровяного тельца. Из нее выходят совсем уж крошечные частицы – 25 нанометров в диаметре. Но и они не монолитные. Внутри кусочки оксида железа, которые нагреваются в электромагнитном поле, вокруг них гораздо больший по объему слой парафинов.

Эта парафиновая оболочка – главный секрет израильского стартапа. Дело в том, что вещества данного типа имеют сравнительно низкую температуру плавления. При перегреве парафин становится жидким, потом при охлаждении застывает снова. Фазовый переход из твердого состояния в жидкое потребляет очень много энергии, а значит, парафин забирает ее у металлической сердцевины. И не дает ей нагреваться выше 47-53 градусов. И пока есть, чему плавиться, температура остается стабильной. Этот фазовый переход обыгран в названии технологии — New Phase.

— В качестве эксперимента мы нагревали частицы 45 минут, и они все равно держали стабильную температуру, не перегревались до 80 градусов по Цельсию, как просто металлические наночастицы, — рассказывает Офер Шалев.

В реальности такого долгого воздействия не нужно. Облучать пациента предполагается три раза на 5 минут с пятиминутными перерывами за один сеанс. Для этого надо лечь в специально разработанное электромагнитное устройство. Магнит там переменного тока, во много раз слабее, чем тот, что используется в МРТ. И само устройство по конструкции ощутимо проще и дешевле.

— Пациенты, которые участвуют в клинических испытаниях нашей технологии не жаловались ни на какие побочные эффекты, — уверяет Шалев. — Только чувствовали тепло в отдельных точках тела.

После серии успешных испытаний на мышах и свиньях, аппарат установили в медицинском центре имени Рабина в Петах-Тикве. Там его опробуют на онкобольных на поздних стадиях, которым уже не помогают другие способы лечения.

Как всегда, первая часть исследований состоит в том, чтобы доказать безопасность нового метода. Сначала пациентам вводили 10% дозы, то есть, капсул с наночастицами. Потом – 30% дозы.

У двоих из 6 первых пациентов даже такая маленькая доза повлияла на опухоль. Особенно хорошо лечение подействовало на пациентку номер 3 с раком молочной железы, поэтому именно ее КТ-снимки есть во всех презентациях проекта.

— Вот смотрите, опухоль у нее светлого цвета, а через 4 часа после введения нанокапсул в кровь – уже черная, — показывает Офер Шалев. – А вот снимок 30 дней спустя, темных частиц уже нет, все они вышли из организма. Наши исследования показали, что за неделю из тела пациента выводится половина наночастиц. Но самое главное, обратите внимание – сама опухоль сменила цвет, наше лечение убило раковые клетки.

Ближайшие дни врачи начнут давать пациентам уже 50 процентов эффективной дозы. Закончатся клинические испытания в конце года.

Конечно, никто не гарантирует, что все пройдет успешно. И даже два из шести пациентов, показавшие реакцию на лечения – совсем не повод говорить о его эффективности. Именно на этапе клинических испытаний хоронят 9 из 10 медицинских стартапов. Но те из них, что оказываются успешными, иногда меняют всю медицину. И у Sarah Nanoparticles есть шанс стать одни из них.

Никита Аронов, Источник: https://detaly.co.il/, «Детали». Фото: Depositphotos.com