Ученые из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби разработали нанотехнологию на основе света, которая может улучшить методы диагностики и лечения некоторых видов рака, предлагая более точную и менее вредную альтернативу химиотерапии, облучению и хирургическому вмешательству. Работа опубликована в журнале Cell Reports.
Исследование продвигает фототермическую терапию — метод лечения, при котором свет используется для нагревания опухоли и уничтожения раковых клеток. Команда Нью-Йоркского университета в Абу-Даби разработала крошечные, биосовместимые и биоразлагаемые наночастицы, которые содержат краситель, активируемый светом ближнего инфракрасного диапазона. Под воздействием этого света частицы нагреваются, повреждая опухолевую ткань и нанося минимальный вред здоровым клеткам. Ближний инфракрасный свет был выбран специально, поскольку он проникает в организм на большую глубину, чем видимый свет, что позволяет лечить опухоли, расположенные не близко к поверхности.
Ключевой проблемой фототермической терапии является сохранение стабильности светочувствительного материала в организме и его эффективная доставка к опухолям. Многие существующие фототермические агенты быстро разрушаются, выводятся из кровотока или не могут эффективно проникать в раковые клетки.
Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали наночастицы из гидроксиапатита — минерала, содержащегося в костях и зубах. Частицы покрыты липидами и полимерами, которые помогают им дольше циркулировать в кровотоке и избегать обнаружения иммунной системой, благодаря чему большая часть терапевтического материала достигает опухолей.
Частицы также используют преимущества слабокислой среды, характерной для опухолей. Пептид (небольшой белок) на их поверхности становится активным в таких условиях, помогая наночастицам эффективно проникать в раковые клетки, практически не затрагивая здоровые ткани.
Исследователи обнаружили, что наночастицы обладают высокой стабильностью, эффективно защищают краситель от разрушения и накапливаются в опухолях. При активации светом ближнего инфракрасного диапазона они генерируют локальное тепло, которое разрушает опухолевую ткань, и создают флуоресцентные и тепловые сигналы, позволяющие визуализировать опухоли и отслеживать эффективность лечения в режиме реального времени.
«Эта работа объединяет таргетную терапию и визуализацию в единой биосовместимой и биоразлагаемой системе», — сказал Мазин Магзуб, старший автор исследования и доцент кафедры биологии в Нью-Йоркском университете в Абу-Даби. «Наш подход, направленный на решение ключевых проблем, связанных с доставкой терапевтических средств к опухолям, может повысить точность лечения рака».
Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования наночастиц в качестве интегрированной системы для диагностики и лечения рака, а также о важном шаге на пути к безопасным и эффективным методам лечения рака с помощью света.
[Фото: ru.123rf.com]
