Российские физики предложили новый высокоточный метод борьбы со злокачественными образованиями с помощью нанозолота и инфракрасного света. Авторами исследования выступили ученые НИЯУ МИФИ в составе международного научного коллектива, куда входили также представители МГУ, Владимирского государственного университета и Института проблем нефти и газа РАН, сообщается в авторитетном международном журнале Nanoscale.
Ученые всего мира ищут способ убивать раковые клетки, не повреждая здоровые ткани. Химиотерапия и облучение бьют по всему организму, вызывая тяжелые побочные эффекты. Альтернативой может стать фототермическая терапия — метод, при котором разрушение опухоли происходит за счет локального нагрева.
Исследователи изучили явление «рассеяния Ми» — эффект, возникающий при взаимодействии света с частицами, размер которых сопоставим с длиной световой волны. В эксперименте использовались сферические наночастицы диаметром 120–160 нанометров, полученные методом лазерной абляции. Когда половина длины волны укладывается в диаметр наночастицы, внутри нее образуется стоячая волна. Эта частица работает как маленький оптический резонатор и начинает нагреваться.
Ключевая особенность метода — использование красного и ближнего инфракрасного света с длиной волны около 800 нанометров. Это так называемое «окно прозрачности» биотканей: для такого излучения человеческое тело «прозрачно», как стекло. Свет беспрепятственно проникает сквозь кожу и мышцы, но поглощается наночастицами, накопленными в опухоли, вызывая их нагрев.
В ходе экспериментов исследователи сравнили частицы из чистого кремния и композитные «кремний с золотом». Выяснилось, что «золотые» варианты греются эффективнее. Но главный терапевтический эффект ученые видят не просто в «сжигании» клеток температурой. Помимо нагрева, крупные наночастицы способны закупоривать мелкие кровеносные сосуды, питающие новообразование. Доставленные непосредственно в опухоль, они под воздействием света запускают механизм ишемии, попросту перекрывая раковым клеткам доступ к кислороду и питательным веществам.
«Несмотря на многообещающие результаты, путь технологии в клиники будет долгим. Как ни парадоксально, главная трудность заключается не в том, чтобы доставить наночастицы в опухоль (инъекции и пункции эту задачу решают), а в том, чтобы безопасно извлечь их из организма после завершения лечения. Оказавшись в теле, наночастицы могут преодолевать гематоэнцефалический барьер, защищающий мозг от токсинов. Это создает потенциальную угрозу: накопление золота или кремния в тканях мозга может привести к непредсказуемым последствиям», — отметили в сообщении.
Работа, выполненная коллективом авторов (в их числе Ясамин Мусаева, Сергей Груздев, Глеб Тихоновский, Антон Попов, Сергей Климентов, Владимир Белов, Александр Гармаш), закладывает фундамент для создания принципиально новых подходов к лечению онкозаболеваний. До реального использования этого метода в терапевтической практике еще далеко, однако наночастицы уже сейчас могут стать основой для высокоточного «внутреннего хирурга».
Ранее учёные Сеченовского Университета, как сообщала интернет-газета «ЖУК», в ходе доклинических исследований нашли способ борьбы с HER2-позитивными опухолями, устойчивыми к стандартной терапии. Они подтвердили, что генетически модифицированные Т-лимфоциты способны эффективно подавлять рост таких новообразований.