Коллектив ученых Федерального исследовательского центра
Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН),
Красноярского государственного медицинского университета им.
В.Ф. Войно-Ясенецкого, Центра Ядерной Медицины
ФГБУ ФСНКЦ ФМБА России, Сибирского федерального университета и
Университета Оттавы (Канада) разработал способ адресного
разрушения раковых клеток с помощью наночастиц золота и
теплового воздействия. Доставку терапевтических наночастиц
к опухоли осуществляют специальные молекулы. Под
воздействием лазерного облучения частицы нагреваются и
разрушают злокачественную ткань опухоли, оставляя
здоровые ткани нетронутыми. Метод подходит для случаев,
когда хирургическое удаление опухоли является сложной
задачей. Результаты исследования опубликованы в журнале
Molecular
therapy.
В последние годы для решения проблем, связанных с терапией
онкологических заболеваний, стали разрабатываться
нестандартные средства, основанные на нанотехнологиях.
Положительный результат новых подходов обусловлен сочетанием
биологических и физических методов. Биологические молекулы
обеспечивают адресную доставку действующих веществ к
зараженным клеткам, где они уничтожаются различными
физическими воздействиями. Для адресной доставки обычно
используют аптамеры – эти «молекулы-поводыри» представляют
собой искусственные одноцепочечные последовательности ДНК
или РНК, которые благодаря своей структуре способны с
высокой специфичностью связываться с нужными клетками.
В экспериментах с лабораторными животными красноярские ученые
установили, что наночастицы золота могут быть использованы
для уничтожения раковых клеток. Дело в том, что при
облучении лазером такие частицы нагреваются. Если
доставить наночастицы к раковой клетке, а после
воздействовать на них зеленым светом, то они поглощают
излучение, что создает локальный нагрев ткани и
разрушение злокачественных клеток.
Чтобы удалить злокачественные клетки карциномы Эрлиха у
лабораторных мышей, ученые вводили в организм животных
наночастицы с аптамерами, а затем нагревали их лазерным
светом. Время обработки не превышало 5 минут. Благодаря
гипертермии (перегреванию) раковые клетки разрушались. Для
подтверждения эффективности ликвидации опухоли в Центре
ядерной медицины ФМБА ученые использовали
позитронно-эмиссионную томографию и компьютерную томографию с
анализом раковой ткани. Результаты такой диагностики позволяют с
высокой достоверностью отличить доброкачественное
образование от злокачественного.
По словам руководителя лаборатории биомолекулярных и
медицинских технологий КрасГМУ им. проф. В.Ф.
Войно-Ясенецкого Анны Кичкайло (Замай), чтобы добиться
результата пришлось объединить усилия специалистов из нескольких
областей: физики, химики, биологи, медицины, математики и
инженерии. Ученые установили механизмы теплового
воздействия, сделали теоретические обоснования и показали
на животной модели возможность применения метода лечения в
условиях организма, а не только на клеточных культурах.
«Междисциплинарный подход позволил достичь устойчивого
результата, но пока только на животных. Для дальнейшего
использования в клинике надо провести полные доклинические и
клинические испытания препарата. В этой работе мы
исследовали эффективность воздействия наночастиц на опухоль
и их токсичность на здоровых животных, тем самым
продемонстрировали их биобезопасность. Принцип
действия показан, далее для разных опухолей будут подобраны
частицы с определенными свойствами. Так зеленый свет
вызывает нагрев частиц в поверхностных слоях
кожных покровов, красный же проникает вглубь организма.
Поэтому для наружных опухолей будут применяться частицы
размером порядка 30 нанометров, а для
внутренних новообразований чуть более крупные с плазмонным
резонансом в красной области спектра», - пояснила Анна
Кичкайло (Замай).
Исследование поддержано Министерством образования и науки РФ.
Сейчас коллектив ученых ведет исследования по разработке
частиц для более глубокой обработки опухолей.
