Рак будут лечить с помощью нанотехнологий

Применение наночастиц для диагностики и лечения онкологических заболеваний уже давно занимает умы исследователей. Однако часть раковых клеток не поддается подобной терапии, поскольку не все области опухоли доступны для взаимодействия с наночастицами.
Раковые клетки зачастую растут и делятся так быстро, что некоторые регионы в составе опухоли оказываются вдали от кровеносных сосудов, и клетки в таких областях умирают от недостатка кислорода и питательных веществ. Таким образом, внутри опухоли возникает зона некрозов, которая, однако, содержит и некоторое количество живых клеток. Терапия этих клеток неэффективна, а ведь они способны метастазировать даже после гибели основной массы раковых клеток.

При изучении зон некрозов в опухолях неожиданно были обнаружены нормальные, не раковые, клетки. Это оказались макрофаги – клетки иммунной системы организма, которые реагируют на остатки мертвых клеток и перемещаются в места их скопления. Макрофаги приходят из кровяного русла, где постоянно циркулируют их предшественники – моноциты.



Оригинальный способ борьбы с раковыми опухолями «изнутри» опробовала группа ученых из университетов Индианы и Техаса (США). Они предложили начинить наночастицами не непосредственно опухолевые клетки, а те самые моноциты и макрофаги, которые потом внедряются в опухоль, привлеченные остатками мертвых клеток.

Для своего исследования ученые взяли золотые оболочки (nanoshells) с внутренним диаметром 60 нм и внешним диаметром 87 нм. При облучении светом определенной длины волны такие наночастицы разогреваются благодаря поверхностному плазмонному резонансу, вызывая фотоиндуцированную гибель клеток. В данном случае максимум поглощения наблюдается при длине волны 754 нм, то есть в ближней инфракрасной области. Такой свет легко проходит сквозь ткани организма.

В качестве «троянского коня» для доставки нанооболочек в опухоль были использованы макрофаги и моноциты. Свойство этих клеток активно поглощать всяческие чужеродные для организма предметы пришлось весьма кстати.

Наконец, в качестве опухоли были выбраны клетки рака груди. При росте in vitro они формируют плотные шарики около 780 мкм в диаметре, в центре которых образуется зона некрозов. К таким образованиям были добавлены макрофаги, содержащие золотые нанооболочки. Через три дня их облучили лазером, окрасили флуоресцентными красителями и увидели, что клетки внутри опухоли действительно погибли.

Так была успешно продемонстрирована принципиальная возможность коварного разрушения опухоли в самой ее сердцевине.


Рак будут лечить с помощью нанотехнологий

Американские ученые успешно испытали новый метод уничтожения злокачественных опухолей, позволяющий свести к минимуму негативное воздействие на здоровые ткани. Исследователям удалось уничтожить раковые клетки, начинив их углеродными нанотрубками, а затем разогрев их до высокой температуры с помощью радиоволн.
Сотрудники Техасского университета опробовали новую технику лечения на опухолях печени кроликов. Ранее аналогичные эксперименты проводились только на изолированных колониях клеток.

Химиотерапия и лучевая терапия онкологических заболеваний наносят урон не только опухолевым, но и здоровым клеткам. Снизить побочные эффекты лечения можно при помощи введения в опухоль веществ, способных уничтожать клетки в условиях, не представляющих опасности для здоровых тканей организма. Одним из таких материалов являются углеродные нанотрубки. Под действием в норме безопасных видов излучения эти структуры способны быстро разогреть окружающие ткани до смертельных для любых клеток температур.

Первые опыты по применению углеродных нанотрубок в онкологии были основаны на использовании излучения, близкого к инфракрасному спектру. Поскольку это излучение проникает в ткани не глубже чем на 4 сантиметра, оно пригодно только для уничтожения поверхностно расположенных опухолей. В то же время радиоволны позволяют разогреть до нужной температуры опухоль на любой глубине.
В ходе эксперимента группе ученых под руководством Стивена Керли удалось довести температуру опухолевых тканей, в которые была введена взвесь нанотрубок в воде, до 45 градусов Цельсия всего за 25 секунд. Зона поражения вокруг начиненных нанотрубками клеток достигала 3 миллиметров, однако исследователи полагают, что в будущем ее удастся значительно сократить.

Кроме того, для повышения точности воздействия нанотрубки предполагается доставлять в опухоли с помощью обладающих специфичностью к раковым клеткам антител.

Источники: Нанотехнологии Nanonewsnet | Сайт о нанотехнологиях #1 в России