Светло-изумрудный порошок в руках химика Юлии Ерёминой - потенциальный противоопухолевый препарат. Зелёный оттенок веществу задаёт медь. Именно она, считают учёные, может составить конкуренцию платине - самому распространённому металлу в составе современных препаратов для химиотерапии. Несовершенство последней - серьёзные побочные эффектны: комплексы с платиной убивают не только опухолевые, но и здоровые клетки. В сравнении с ней медь - щадящий для человека металл.

«Наша группа занимается получением комплексов меди, которые являются эндогенными металлами. «Металлами жизни». Они присутствуют в человеческом организме, поэтому, мы предполагаем, что данные соединения будут наносить меньший вред организму человека», - рассказывает младший научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Ксения Смирнова.

Соли меди работают в связке с так называемыми «органическими лигандами». По отдельности ни одно, ни другое вещество никак не вредит опухоли. Однако в «паре» - беспощадны к раковых клеткам.

«Есть предположения, что комплексы встраиваются в структуру ДНК опухолевой клетки. При этом это встраивание в структуру ДНК возможно за счёт органических лигандов, органических молекул. Разрушая структуру ДНК, они убивают клетку», - говорит старший научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Елизавета Лидер.

Исследования проводят на нескольких типах клеток - карцинома гортани, аденокарцинома молочной железы. Учёные продолжают экспериментировать и с составом комплекса - в поисках максимально эффективных соединений меди и лиганда. Один из вариантов оказался в 30 раз более токсичным для раковых клеток по сравнению с широко распространённым препаратом платины.

Сейчас исследования идут на культурах клеток. Но уже были проведены первые эксперименты с участием лабораторных мышей. Результаты достаточно обнадёживающие. Учёные доказали, что препарат не обладает общей токсичностью.

Комплексы меди, считают учёные, имеют хорошие терапевтические перспективы. Результаты исследований в рамках гранта Российского научного фонда новосибирские химики готовы представить уже через 2 года.

Смартфоны, планшеты, ноутбуки, переносные электродрели, электромобили: огромное количество техники работает на литий-ионных аккумуляторах. Объём мирового рынка такого типа зарядных устройств составляет десятки миллиардов долларов и продолжает расти. Вслед за ним растёт и спрос на сырьё, тот же литий ─ дорогой и не самый распространённый в мире металл. Именно поэтому разные группы учёных ищут ему альтернативу.

На смену может прийти натрий ─ родственный литию металл со схожими химическими свойствами, один из самых распространённых в земной коре элементов. Стоит ─ в разы дешевле. Но есть нюанс. Важным компонентом любых аккумуляторов является углеродный материал. Так, в паре с литием работает графит. Однако натрий к нему не подходит. Как элементы разных мозаик они несопоставимы.

Научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Светлана Столярова пояснила: в графите между слоями есть пространство, в котором запасали литий, но с натрием так не получается. Связано это с его строением и большим размером.

Новосибирские химики нашли замену графиту, создали новый тип углеродного материала с наночастицами азота. Похож на сажу, с пористой как соты структурой. В них и накапливается натрий. Главная задача исследователей ─  сделать разработку конкурентной. Ёмкость аккумулятора не должна уступать литий-ионным аналогам, иначе ни одного инвестора новинка не заинтересует. И учёные добились этого.

Старший научный сотрудник лаборатории физикохимии наноматериалов Института неорганической химии СО РАН Юлия Федосеева сообщила, что разработчики достигли ёмкости, сопоставимые с литий-ионными аккумуляторами, ─ 300 миллиампер в час на один грамм.

Теперь время работы каждого образца тестируют на специальном стенде. Батарейки заряжают и разряжают сотни раз. Таким образом из разных модификаций аккумуляторов учёные выявляют самый ёмкий и долговечный. Предел пока не достигнут, говорят разработчики. Есть, что улучшать и дорабатывать.

Один из перспективных элементов для замены платины в препаратах химиотерапии ─ рутений. Он на порядок дешевле химического собрата, а главное ─ безопаснее.

«У рутения меньшая токсичность на печень, почки и другие органы по сравнению с платиновыми аналогами, ─ сообщила младший научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Елена Столярова. ─ Это многообещающий препарат».

Присмотреться к рутению учёных подтолкнули его свойства. В определённых соединениях этот металл активен против опухолей, подавляет рост раковых клеток. В связке с оксидом азота получается уникальная комбинация. Спокойный в обычном состоянии, при свете комплекс включается в работу и под действием света распадается на две активные частицы ─ на комплекс рутения и оксид азота.

Это значит, что при попадании в кровь рутений не будет вести борьбу с клетками и тканями организма. Локальное введение препарата плюс точечное воздействие светом ─ в перспективе почти идеальная терапия.

«При введении в кровь они будут распределяться по организму. Дальше возможно  введение лапароскопически световода в конкретную точку. Идеальный вариант ─ это комплексы, которые  будут разлагаться под действием инфракрасного излучения, ─ поясняет главный научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Геннадий Костин. ─ Можно просто посветить на поверхность руки, и в глубине он найдёт ту самую точку, где должна происходить реакция».  

Базовые эксперименты провели на  клетках саркомы лёгких. Но учёные уверены, что действовать комплекс будет и против других видов рака.

Задача химиков – изучить фотохимические свойства новых соединений, а биологи и биохимики из других институтов Академгородка исследуют взаимодействие комплексов с биообъектами. В настоящее время работа идёт на культурах клеток.
Исследование сибиряков уже получило признание Королевского химического общества Великобритании, а Российский фонд фундаментальных исследований поддержал проект грантами. Работа на ближайшее будущее ─ поиск наиболее эффективных вариантов соединений с меньшей токсичностью и высокой противоопухолевой активностью.