Одна из остро стоящих проблем в современной радиационной медицине – токсичность радиопротекторов, то есть лекарственных средств, повышающих устойчивость организма к ионизирующему излучению. Имеющиеся сейчас радиопротекторы помогают снизить тяжесть лучевой болезни, защищают костный мозг и другие органы от внешнего радиационного воздействия, повышая радиорезистентность, но при этом у них есть свои недостатки: они могут применяться только кратковременно, так как при длительном их потреблении возникает масса тяжелых побочных эффектов. А что делать, если защита нужна надолго? Об этом мы поговорили с магистрантом ИФИБ Александром Московским.
Интервью взято для рубрики «Голос науки».
Александр Московский – победитель номинации «Лучший постерный доклад молодых ученых» на VIII международной научно-практической конференции «Хроническое радиационное воздействие: медико-биологические эффекты малых доз» (Челябинск 2025). Справа – д.м.н., заслуженный деятель науки РФ Александр Васильевич Аклеев.
- Александр, как давно вы занимаетесь этой темой?
- Уже три года. Я закончил Российский биотехнологический университет, где молекулярную биологию у нас вел Леонид Александрович Ромодин. Меня заинтересовала эта тематика, и я пошел к нему в лабораторию. Сейчас он мой научный руководитель. Одновременно я начал работать в ГНЦ Федеральном медицинском биофизическом центре им. А.И. Бурназяна в научной лаборатории комбинированных радиационных воздействий. А в МИФИ я учусь на втором курсе магистратуры ИФИБ по направлению «Биомедицинская фотоника». Магистерская диссертация посвящена применению методов спектрального анализа в наших исследованиях – изучению оптических свойств разных веществ, принимающих участие в гашении последствий радиации, а также флуоресцентной оценке эффективности их применения. Я – начинающий радиобиолог, а темой исследования нашей группы являются радиопротекторные свойства веществ, которые менее химически токсичны, чем общепризнанные радиопротекторы, такие, как отечественный индралин (Б-190).
- Вы ищите новые радиопротекторы?
- Да, но для начала, что вообще такое радиопротекторы? Это химические вещества, защищающие организм от ионизирующего излучения (потоков заряженных частиц) в момент этого излучения. В человеческом организме их нет, это синтетические препараты, в том числе и отечественный препарат индралин. Он имеет достаточно высокую химическую токсичность, влияет на кровеносную систему человека, сужает сосуды, из-за чего сокращается наполнение тканей кислородом, а если происходит передозировка (при длительном применении), то это уже влияет на сердечный ритм и кровяное давление. Значит, нужны аналоги.
- Почему надо соревноваться именно с индралином?
- Это табельный отечественный протектор – Б-190 (индралин) в преоральной форме обязательно есть в аптечке на каждой АЭС. За рубежом есть препарат амифостин, он тоже токсичен. Так что проблема эта общемировая. Ею занимаются давно, начиная с 1970-80-х гг. Фундаментом исследований для нас являются труды знаковых отечественных радиобиологов – Михаила Витальевича Васина и Льва Михайловича Рождественского. Человек получает продолжительную дозу облучения либо в ходе лучевой терапии, либо в процессе ликвидации аварии на АЭС (в будущем это будет актуально и для дальних космических перелетов – там, как известно, тоже высокий радиационный фон) и его надо как-то защитить от этого. С индралином, как и с любым другим радиопротектором, такая дилемма: мы либо получаем химическое отравление от препарата, либо страдаем от лучевой болезни.
Гистограммы, иллюстрирующие воздействие препаратов на выраженность радиационно-индуцированных повреждений ДНК. Кометы 2 — по критерию момента хвоста кометы. Кометы 1 — по критерию процентного содержания ДНК в хвосте кометы.
- Как вообще радиация действует на человека и какие вещества в принципе могут его защитить?
- Ключевой механизм воздействия радиации на организм – это радиационно-индуцированный окислительный стресс. Заряженные частицы бьют по клетке и, в первую очередь, взаимодействуют с молекулами воды в ней. Прямое повреждение других молекул, в сравнении с процессом радиолиза воды, не столь значительно. Из-за него в клетке растет концентрация свободных радикалов и начинается каскад окислительных реакций. Это и есть радиационно-индуцированный окислительный стресс – окисление всех биомолекул в клетке, в том числе перекисное окисление липидов, из-за чего разрушаются все мембраны облученных клеток, и клетки погибают.
Как можно погасить окислительный стресс, если человек получил облучение не во время процедур, а в результате, условно говоря, аварии на АЭС? Можно улавливать свободно-радикальные группы, применив антиоксиданты. А если мы говорим про лучевую терапию, то перспективным представляется создание условий более избирательного воздействия радиации. Допустим, чтобы радиозащитный препарат не накапливался в клетках опухоли, а в здоровых – наоборот. В данный момент мы изучаем препараты, нацеленные именно на противодействие радиации при авариях на АЭС и других чрезвычайных происшествиях, связанных с повышением радиационного фона. Например, тролокс (водорастворимая форма витамина Е) как раз может улавливать свободно-радикальные группы в клетке, снижая окислительный стресс.
Антиоксиданты, это, как правило, какие-то природные вещества – соединения, участвующие в жизненно важных процессах: витамин Е, аскорбиновая кислота, янтарная кислота и др. Или другие естественные вещества, синтезирующиеся или самим организмом человека, или, скажем, растениями, и являющиеся для человека малотоксичными или нетоксичными. Благодаря чему их можно применять в значительно бóльших дозах, чем тот же индралин, или вообще неограниченно. Но сначала надо оценить их способность к защите организма от воздействия радиации и понять механизм, по которому они это делают. Вот это мы и исследуем.
Александр Московский: «Данные графики иллюстрируют воздействие тролокса, аскорбиновой кислоты и инъекционной формы индралина на выраженность процессов радиационно-индуцированного окислительного стресса в культуре клеток аденокарциномы лёгкого человека. Мы делили интенсивность флуоресценции красителя, которым пометили активные формы кислорода (от них зависит выраженность окислительного стресса), на интенсивность флуоресценции красителя, которым мы пометили ядра клеток. Фактически графики показывают зависимость полученного отношения от концентрации применённых препаратов».
- Вы выбрали на роль новых предполагаемых радиопротекторов тролокс и аскорбиновую кислоту. Что вы уже успели узнать про них в ходе своих исследований?
- Что они действительно могут нивелировать (снижать) радиационно-индуцированные эффекты в организме. Например, снижать выраженность влияния радиации на численность форменных элементов крови: эритроцитов, лейкоцитов и других.
Мы изучали, как данные вещества влияют на радиационно-индуцированный окислительный стресс в клетках (индралин в инъекционной форме, тролокс и аскорбиновая кислота). Аскорбиновая кислота в нашем исследовании показала, что она может значительно снизить выраженность окислительного стресса. Для этого мы провели исследование на культуре клеток аденокарценомы легкого человека (клеточная линия А-549). Затем на мышах мы оценили выраженность повреждений ДНК в селезенке (одного из самых радиочувствительных органов). Аскорбиновая кислота снизила выраженность окислительного стресса, но не снизила выраженность повреждений ДНК. Актуально это и для тролокса, который при внутрибрюшинном введении мышам просто не всасывался, но радикально снизил окислительный стресс в клетках. Возможно, аскорбиновая кислота даст нужный эффект при комбинированном применении с другими препаратами, либо при изменении дозировки. По тролоксу: при внутрибрюшинном введении он не метаболизируется, а при пероральном (через рот) – эффекта не достигается. Сейчас мы смотрим, какие ещё методы его доставки можно применить. Но мы считаем, что оба этих вещества перспективны, потому что они показали свою способность гасить окислительный стресс на культуре клеток, а вот как это лучше делать с живыми организмами – еще предстоит понять.
Главная наша задача – найти, какие еще есть радиомодифицирующие эффекты у этих соединений (тролокса и «аскорбинки»), и какие еще есть методики применения данных препаратов. Мы не разрабатываем новые вещества, а ищем среди имеющихся соединений, синтезируемых организмом человека, либо в других естественных условиях. Очень, кстати, популярны в мире работы по протекторным свойствам хлорофилина (пигмента растений) и его производных, таких как медный хлорофиллин, который также является объектом наших исследований.
- Это исследование на годы. Вы готовы к такой работе?
- Конечно, мы осознаем, что по-настоящему прорывные результаты могут быть получены года через три-четыре работы, если не позже. Наша работа проводится на средства гранта РНФ № 23-24-00383, а также НИР «Технология-3» (номер регистрации НИР в системе ЕГИСУ НИОКТР: 1230113001053). Помогает и Эндаумент-фонд МИФИ. Он финансирует мои поездки на научные конференции, в частности, недавно я, благодаря фонду, выступал в Челябинске на VIII международной научно-практической конференции «Хроническое радиационное воздействие: медико-биологические эффекты малых доз», где победил в номинации «Лучший постерный доклад молодых ученых».
Вообще, всего несколько групп в нашей стране занимаются этой проблематикой: в Обнинске (МРНЦ им. А.Ф. Цыба), Челябинске (УНПЦ РМ ФМБА и ЮУрГУ) и в Дубне (ОИЯИ). Как и у нас, так и за рубежом эта проблема пока в стадии исследования. Изучаются также воздействие разных видов радиации на разные организмы – этот вопрос также не до конца исследован.
- Что в итоге вы планируете получить?
- Правильную форму подачи радиопротектора или – и форму, и дозу, и понимание против каких видов излучения это работает. Сейчас мы проводим исследования только с рентгеновским излучением, а в дальнейшем интересно было бы посмотреть, что происходит и при гамма-излучении (на случай радиационной аварии или дальних космических перелетов).
Присоединяйтесь к официальному каналу НИЯУ МИФИ в мессенджере MAX: https://max.ru/mephi_official
