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.
Фототермическая терапия – это перспективный метод лечения, основанный на использовании света для нагревания и разрушения опухолей. Специалисты Нью-Йоркского университета в Абу-Даби создали микроскопические, биосовместимые и биоразлагаемые наночастицы, содержащие вещество, которое активируется светом в ближней инфракрасной области спектра. Под действием этого света частицы начинают нагреваться, что приводит к повреждению опухолевой ткани и минимизирует воздействие на здоровые клетки. Использование ближнего инфракрасного света обусловлено его способностью проникать глубже в ткани по сравнению с видимым светом, что позволяет воздействовать на опухоли, находящиеся на значительной глубине.
Основная трудность фототермической терапии заключается в поддержании устойчивости светочувствительного материала в организме и обеспечении его адресной доставки к опухолям. Многие из ныне существующих фототермических агентов подвержены быстрому разрушению, выводятся из кровотока или не способны на достаточное проникновение в раковые клетки.
Для решения данной задачи ученые создали наночастицы на основе гидроксиапатита — минерала, являющегося компонентом костей и зубов. Эти частицы покрыты липидами и полимерами, что обеспечивает их более длительное пребывание в кровотоке и позволяет избегать распознавания иммунной системой. Это обеспечивает доставку большей части терапевтического вещества непосредственно к опухолям.
Наночастицы также используют особенности слабокислой среды, свойственной опухолям. Пептид, расположенный на их поверхности, активируется в таких условиях, что способствует более эффективному проникновению наночастиц в раковые клетки, при этом здоровые ткани практически не страдают.
Наночастицы продемонстрировали высокую степень устойчивости, обеспечивая эффективную защиту красителя от деградации и способствуя его накоплению в опухолевых образованиях. Под воздействием света ближнего инфракрасного диапазона они производят локальное повышение температуры, которое приводит к разрушению опухолевой ткани, а также формируют флуоресцентные и тепловые сигналы, позволяющие визуализировать опухоли и контролировать ход терапии в режиме реального времени.
«Эта разработка сочетает в себе таргетную терапию и визуализацию, формируя единую биосовместимую и биоразлагаемую систему», — заявил Мазин Магзуб, старший автор исследования и доцент биологического факультета Нью-Йоркского университета в Абу-Даби. «Наша методика, нацеленная на преодоление основных трудностей, возникающих при доставке лекарственных средств к опухолям, способна улучшить эффективность лечения раковых заболеваний».
Анализ полученных данных указывает на потенциал применения наночастиц в качестве комплексной системы для выявления и терапии раковых заболеваний, что является значительным продвижением в разработке безопасных и действенных светочувствительных методов лечения рака.
[Фото: ru.123rf.com]