Ученые из России создали наночастицы-"гранаты", убивающие рак

Биологи и химики из России и Финляндии разработали новый тип наночастиц, которые можно заполнять химиотерапией и использовать для доставки токсичных веществ внутрь раковых опухолей, говорится в статье, опубликованной в Journal of Controlled Release.

«В культуру клеток вводились наночастицы с противоопухолевым препаратом, после этого мы подвергали наночастицы либо электромагнитному, либо инфракрасному облучению. В этих условиях температура образцов повышалась, полимерное покрытие сжималось, выпуская действующее вещество из пор», — рассказал Андрей Кудрявцев из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино.

В последние годы ученые создали несколько принципиально новых методов лечения рака, опирающихся на различные органические или неорганические наночастицы. В некоторых случаях наночастицы сами по себе служат средством для удаления опухоли, выступая в качестве своеобразной «мишени», на которую наводятся или иммунные клетки, или излучение лазера, нагревающее частицы и сжигающее клетки.

В других случаях, как рассказывают Кудрявцев  и его коллеги, наночастицы выступает лишь как средство доставки опасных молекул в опухоль, что ограничивает их действие и позволяет снизить дозу, необходимую для полного уничтожения раковых клеток. В качестве таких наночастиц могут выступать как различные органические структуры, имитирующие клетки, так и неорганические соединения, невидимые для иммунной системы.

Кудрявцев и его коллеги объединили плюсы того и другого подхода, создав пористые наночастицы из кремния. Их можно наполнить любым веществом и изолировать от внешнего мира, благодаря чему молекулы химиотерапии не будут убивать здоровые клетки и органы.

Подобные наночастицы, как объясняют ученые, работают благодаря одной интересной способности опухолей – скапливать в себе весь «мусор», который содержится в организме. Кроме того, температура внутри опухолей обычно бывает заметно выше нормы, что позволяет их легко локализовать.

Руководствуясь этими идеями, российские исследователи и их финские коллеги создали наночастицы, сохраняющие стабильность только при определенных температурах. Для этого они покрыли наночастицы особым теплочувствительным полимером, который расширялся при температуре выше 37 градусов Цельсия, и растягивал наночастицу, выпуская ее содержимое.

Благодаря этому покрытию содержимое наночастиц оставалось прочно запечатанным в них до того момента, пока они не попадут в опухоль, а ученые не «подсветят» ее при помощи лазера или радиоизлучателя. Как показали опыты на мышах, в чье тело были имплантированы культуры клеток рака легких, подобные наночастицы действительно эффективно уничтожают раковые клетки и минимально действуют на окружающие их здоровые ткани.

Сейчас ученые работают над оптимизацией этой методики лечения рака, подбирая оптимальные размеры частиц, их концентрацию и другие параметры, которые сделают лечение максимально безопасным и эффективным для человека. Плюсов добавляет то, что эти наночастицы легко разлагаются организмом и не несут ему опасности, в отличие от металлических наночастиц, также используемых для борьбы с раком.