Российские учёные из Института физической химии и электрохимии РАН в Москве при поддержке зарубежных коллег разработали революционный метод лечения тяжёлых форм онкологии, сообщает Scientific Reports. Исследователи разработали метод, при котором терапия опухолей происходит через наночастицы, которые при "подсветке" лазером превращают поражённые клетки и ткани в своеобразную "мишень" для иммунных клеток.
Онкологи отмечают, что новый метод позволит иммунным клеткам организма намного быстрее находить и уничтожать злокачественные опухоли изнутри. Исследователи считают, что привлечение наночастиц к уничтожению раковых клеток значительно повысит эффективность противораковой терапии — после введения в организм действующего вещества наночастицы будут доставлять лекарства внутрь раковых клеток, что облегчит работу иммунной системе и упростит оперативное вмешательство.
В последние годы зарубежные и российские ученые все чаще пытаются применять различные наночастицы для борьбы с раком, инфекционными заболеваниями или для лечения неинфекционных болезней. Как правило, они используются в качестве своеобразных "контейнеров" для доставки очень опасных токсинов внутрь опухоли или очага инфекции.
В других случаях наночастицы сами по себе служат средством для удаления опухоли или "киллерами" микробов и вирусов. Они присоединяются к ним и выступают в качестве своеобразной "мишени", привлекающей внимание иммунных клеток, или же на них наводится излучение лазера, нагревающее частицы и сжигающее клетки.
Частицы второго типа, как отмечает Батищев, работают очень хорошо. Они достаточно давно используются для борьбы с меланомой и другими формами рака кожи в рамках так называемой "фотодинамической терапии".
Как правило, они состоят из двух компонентов – веществ, соединяющихся с мембранами раковых клеток, а также особых молекул, способных поглощать энергию света и использовать ее для выработки атомарного кислорода и других крайне агрессивных оксидантов. Они разрушают оболочку опухолевых телец и повреждают их ДНК, что приводит к самоуничтожению опухоли.
Несмотря на огромные плюсы этой терапии, в том числе ее высокую безопасность, отсутствие хирургического вмешательства и низкую токсичность, у нее есть один большой недостаток. Дело в том, что ученые пока не совсем полностью понимают, как эти наночастицы взаимодействуют со светом и как их свойства влияют на скорость формирования оксидантов.
Противораковая оборона
Батищев и его коллеги заполнили этот пробел, создав систему, которая позволяла им следить за реакциями между наночастицами, лучами света, мембраной клетки и окружающей их средой. Они обнаружили, что вырабатываемый ими кислород ведет себя в реальности не так, как предсказывают наблюдения за его формированием в "неживой" среде.
"Мы показали, что время жизни этих форм кислорода на мембране клетки заметно отличается от предыдущих оценок. Эти различия сопоставимы с тем, насколько двумерные пленки графена отличаются по своим свойствам от обычного "трехмерного" углерода", – продолжает биохимик.
К примеру, ученые выяснили, что наночастицы не так эффективно разрушают белки клетки, как на это указывает теория. Эти различия были связаны с тем, как заряженные "хвосты" жиров в ее мембране влияют на движение оксидантов, вырабатываемых светочувствительными молекулами. Они быстро нейтрализовали кислород и мешали ему проникнуть в те части мембраны, где были сосредоточены белки, критически важные для поддержания ее стабильности.
Все это, в свою очередь, говорит о том, что эффективность работы этих наночастиц можно повысить, увеличив их концентрацию на поверхности клеток или заставив их проникать глубже внутрь мембраны, а не просто "приклеиваться" к ней. Так это или нет, российские биохимики проверят в ближайшее время.
Источники:
Ученые из России заставили лазер и наночастицы быстрее убивать рак
РИА Новости, 16/11/2018
Российские учёные убили рак лазером и наночастицами
«Life.ru» — информационный портал, 16/11/2018
Ученые из России заставили лазер и наночастицы быстрее убивать рак
Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 18/11/2018