Группа российских биологов и физиков во главе с профессором Виктором Тимошенко из Национального исследовательского ядерного университета МИФИ применила наночастицы кремния, чтобы подсветить и уничтожить раковые опухоли при помощи ультразвука.
Недавно результаты исследований ученых были опубликованы в специализированном издании. Основной особенностью метода является то, что здоровые клетки не повреждаются.
По словам Андрея Свиридова из МГУ имени Ломоносова, учеными был подобран режим частичной нагрузки с целью оказания терапевтического влияния на раковые клетки. Массового разрыва их при этом не происходит. Воздействие в основном сводится к разрушению внутриклеточных органелл наночастицами. Он также отметил, что благодаря покрытию частиц биополимером акустические свойства частиц не ухудшаются, но при этом обеспечивается лучший терапевтический эффект.
Химики, физики и специалисты в сфере нанотехнологий в последнее время занимаются разработками новых хирургических и терапевтических методов, применение которых не сопровождается повреждением органов и тканей. Так, в частности, они сумели создать наночастицы, внедряющиеся в опухоль и нагревающиеся при помощи лазера. Благодаря этому уничтожается рак, но не повреждаются здоровые клетки. Такого же эффекта можно достичь при условии применения специальных медицинских препаратов, которые препятствуют росту в теле опухоли сосудов, а также генной терапии. Эти методы приводят к голоданию раковых клеток.
Свиридову и его коллегам удалось создать специальные кремниевые наночастицы, которые можно использовать для изучения раковых опухолей и уничтожения их при помощи ультразвука.
Основная проблема подобных методов лечения рака заключается в том, что наночастицы и ультразвук зачастую действуют неизбирательно, уничтожая не только опухоль, но и повреждая здоровые клетки. Помимо этого, наночастицы растворяются в организме слишком быстро.
Свиридову, Тимошенко и их коллегам удалось решить данную проблему за счет покрытия слоем биополимера из молекул декстрозы – декстрана, наночастиц из пористого кремния. По словам биологов, такие частицы, растворяются в организме намного медленнее. Кроме того, они, под влияние ультрафиолетового излучения, светятся, что дает возможность применять их для освещения образцов клеток и опухолей, которые исследуются.
В ходе исследования производилось воздействие на раковые клетки, полученные из опухоли гортани, отдельно при помощи ультразвука и с применением наночастиц. Эксперимент показал, что применение только ультразвука не действует на раковые клетки. В случае же применения ультразвука совместно с наночастицами, он убивает данные клетки, разрушая органеллы раковых клеток, в частности, митохондрию.
Наночастицы, кроме усиления действия ультразвука, можно использовать и для транспортировки молекул и лекарственных препаратов внутрь раковых и здоровых клеток. За счет нагревания при помощи радиоволн или ультразвука, терапевтические молекулы становятся более подвижными, а это, в свою очередь, повышает их эффективность.
Данные методы должны пройти множество клинических испытаний на животных и добровольцах в течение нескольких лет. Но, как известно, эксперименты подобного рода далеко не всегда заканчиваются успешно.
