Ученые нашли метод, помогающий "перекрыть кислород" опухолям

ЕРЕВАН, 5 мар - Sputnik. Российские физики предложили новый высокоточный метод борьбы со злокачественными образованиями с помощью нанозолота и инфракрасного света. Авторами исследования выступили ученые НИЯУ МИФИ в составе международного научного коллектива, куда входили также представители МГУ, Владимирского государственного университета и Института проблем нефти и газа РАН, сообщает naked-science.ru.

Ученые всего мира ищут способ убивать раковые клетки, не повреждая здоровые ткани. Химиотерапия и облучение бьют по всему организму, вызывая тяжелые побочные эффекты. Альтернативой может стать фототермическая терапия — метод, при котором разрушение опухоли происходит за счет локального нагрева. Авторы исследования предложили использовать для этого уникальные композитные наночастицы из кремния и золота.

Исследователи изучили явление "рассеяния Ми" — эффект, возникающий при взаимодействии света с частицами, размер которых сопоставим с длиной световой волны. В эксперименте использовались сферические наночастицы диаметром 120–160 нанометров, полученные методом лазерной абляции. Когда половина длины волны, помноженная на оптическую проницаемость, укладывается в диаметр наночастицы, внутри нее образуется стоячая волна. Эта частица работает как маленький оптический резонатор и начинает нагреваться.

Ключевая особенность метода — использование красного и ближнего инфракрасного света с длиной волны около 800 нанометров. Это так называемое "окно прозрачности" биотканей: для такого излучения человеческое тело "прозрачно", как стекло. Свет беспрепятственно проникает сквозь кожу и мышцы, но поглощается наночастицами, накопленными в опухоли, вызывая их нагрев.

В ходе экспериментов исследователи сравнили частицы из чистого кремния и композитные "кремний с золотом". Выяснилось, что "золотые" варианты греются эффективнее. Но главный терапевтический эффект ученые видят не просто в "сжигании" клеток температурой.

Помимо нагрева, крупные наночастицы способны закупоривать мелкие кровеносные сосуды, питающие новообразование. Доставленные непосредственно в опухоль, они под воздействием света запускают механизм ишемии, попросту перекрывая раковым клеткам доступ к кислороду и питательным веществам.

Несмотря на многообещающие результаты, путь технологии в клиническую практику будет долгим. Как ни парадоксально, главная трудность заключается не в том, чтобы доставить наночастицы в опухоль (инъекции и пункции эту задачу решают), а в том, чтобы безопасно извлечь их из организма после завершения лечения.

Оказавшись в теле, наночастицы могут преодолевать гематоэнцефалический барьер, защищающий мозг от токсинов. Это создает потенциальную угрозу: накопление золота или кремния в тканях мозга может привести к непредсказуемым последствиям. Фагоцитоз с этой задачей справляется не всегда. Поэтому до реального использования этого метода в терапевтической практике еще очень далеко.