Специалисты Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (ИХБФМ СО РАН) разработали покрытие для наночастиц, используемых в терапии и диагностике онкологических заболеваний. Данное покрытие способствует уменьшению токсичности, улучшает эффективность доставки частиц к опухолевым клеткам и позволяет регулировать размер наночастиц в процессе их создания. Помимо этого, магнитные наночастицы могут применяться в качестве контрастного вещества для диагностики опухолей с использованием магнитно-резонансной томографии. О результатах исследования сообщается в журнале Magnetochemistry.
Наночастицы смешанного оксида железа характеризуются магнитными свойствами, позволяющими доставлять их к очагу опухоли с помощью постоянного магнитного поля. Под воздействием переменного магнитного поля они способны генерировать тепло, что приводит к локальному перегреву и гибели раковых клеток. Вместе с тем, наночастицы смешанного оксида железа могут быть токсичны, поскольку в процессе их действия образуются активные формы кислорода. Кроме того, из-за своих магнитных характеристик они подвержены агрегации, то есть притягиваются друг к другу, формируя более крупные частицы. При этом для применения в биомедицине их размер не должен превышать 200 нм.
Разработан метод создания покрытия для наночастиц, который препятствует их слипанию и уменьшает токсическое воздействие.
«Для получения наночастиц мы использовали распространенный, простой и легко масштабируемый метод осаждения из раствора, уделив особое внимание обеспечению максимальной биосовместимости и функционализации их поверхности. Были исследованы покрытия на основе диоксида кремния и покрытия жирными кислотами. Покрытие диоксидом кремния предотвращает образование активных форм кислорода, и его токсичность определяется исключительно химическим веществом, находящимся на поверхности частиц. Покрытие жирными кислотами, в свою очередь, способствует транспортировке наночастиц по кровотоку к опухоли. Дополнительно, введение покрытия на этапе синтеза позволяет ограничивать размер наночастиц до 100 нм – это диапазон, подходящий для терапевтических целей, – сообщила корреспонденту «Научной России» руководитель лаборатории биомедицинской химии ИХБФМ СО РАН, кандидат химических наук Елена Дмитриенко.
Магнитные наночастицы могут быть использованы в тераностике различных видов злокачественных новообразований, при которых возможно их нацеливание с помощью магнитного поля. К ним относятся, например, рак шейки матки и колоректальный рак. Тем не менее, некоторые подходы позволяют расширить возможности лечения глиом. Разработка методов борьбы с опухолями мозга является приоритетной задачей исследовательской группы.
«Сейчас мы изучаем различные составы наночастиц. Благодаря возможности управления их поверхностными свойствами, мы можем наносить дополнительные слои из других материалов. К примеру, поверхность может быть сформирована на основе карбоната кальция – пористого материала, способного вместить значительное количество терапевтического агента. Он также легко разрушается в зоне опухоли, что обеспечивает максимально эффективную доставку лекарственного средства», – сообщила Елена Дмитриенко.
В настоящее время исследователи изучают способы объединения на одной наночастице нескольких лекарственных средств с различным механизмом действия. Особое внимание уделяется комбинации химиотерапевтических препаратов с низкомолекулярными соединениями, а также генной терапии с использованием антисмысловых олигонуклеотидов.
Материал создан при содействии Министерства науки и высшего образования Российской Федерации
Фото: komokvm / ru.123rf.com