Российские ученые разработали метод борьбы с раком при помощи ржавчины
Ученые нашли способ неинвазивного высвобождения лекарственных препаратов внутри раковых клеток. Это очередной шаг к созданию системы таргетной доставки противораковых препаратов, сообщает РИА Новости. Результаты исследования опубликованы в журнале Laser and Photonics Reviews.
В настоящее время существуют лекарственные препараты, способные бороться со злокачественными новообразованиями, но для их эффективной работы нужны новые подходы таргетной доставки лекарств непосредственно к раковым клеткам, оставляя здоровые клетки нетронутыми. Одним из таких подходов является доставка лекарственных препаратов с помощью микро- и наночастиц, при которой создаются локально высокие концентрации препарата в зоне опухоли при минимальных системных концентрациях во всем организме.
Резонансные полупроводниковые наночастицы оксида железа — того самого, из которого состоит всем знакомая ржавчина, — способны локально нагреваться под воздействием лазера и преобразовывать получаемый свет в тепло. Если такие частицы включить в оболочку полимерных контейнеров-капсул для доставки биоактивных веществ в клетки, то можно будет, дистанционно нагревая их, управлять высвобождением лекарств в нужном месте и в нужное время.
Российским ученым в сотрудничестве с французскими и китайскими коллегами удалось разработать такие капсулы, распределив между собой роли в проекте. За синтез и оптические характеристики наночастиц оксида железа отвечали ученые Университета ИТМО — задачей наших ученых было сделать частицы-носители светочувствительными. Французские коллеги составили полное описание всего спектра структур полупроводниковых наночастиц. Коллеги из Китая визуализировали процесс вскрытия капсул с лекарством, а сотрудники Первого медицинского университета Санкт-Петербурга провели биологические эксперименты по доставке противоопухолевого препарата в первичные опухолевые клетки.
"Мы протестировали наши системы для доставки лекарств инвитро на стволовых и опухолевых клетках. Стволовые клетки в этом эксперименте были использованы как модель здоровых клеток, а опухолевые клетки — как модель больных клеток. В качестве контроля клетки были просто облучены лазером с теми же параметрами. В итоге действие противоопухолевого лекарства было направлено в отношении опухолевых клеток при облучении их лазером, в то время как в отношении здоровых клеток практически не наблюдалась токсичность лекарств. Таким образом были созданы эффективные светочувствительные системы для доставки лекарств в клетки", — приводятся в пресс-релизе Университета ИТМО слова Михаила Зюзин, одного из авторов исследования.
Преимущество оксида железа состоит в том, что этот материал — не только эффективный нанонагреватель, но и локальный нанотермометр. То есть при облучении частиц можно контролировать температуру, тем самым предотвращая перегрев здоровых клеток и тканей.
"Наночастицы в данном случае выступают как преобразователи света в тепло и одновременно как термометр. Дело в том, что измерить температуру традиционными способами на таких маленьких объектах крайне сложно. Например, есть разные методики, которые используют красители, которые при достижении определенной температуры выгорают и перестают светить. Но проблема в том, что это не многоразовая термометрия, а также она бинарна, то есть мы можем понять только: это выше какой-то температуры или ниже — да или нет. Конкретных показателей там не будет. А полупроводниковые наночастицы эффективно поглощают свет и преобразуют его в тепло. Из-за этого у него начинает немного меняться частота колебания кристаллической решетки и иначе начинает рассеиваться свет. По этим изменениям мы можем определить, насколько мы нагрели частицу, а также видим на спектрометре эти данные", — объясняет первый автор статьи Георгий Зограф.
Исследователи намерены продолжать работу и совершенствовать полученные результаты. На следующий год запланировано проведение доклинических исследований на лабораторных животных.
