Нанозолото проти раку

Золоті наночастинки допоможуть позбутися навіть від самих незначних залишків ракових клітин, що залишилися в організмі після операції.

Після операції з видалення пухлини хворим зазвичай призначають курс радіотерапії або хіміотерапії - хірургічним шляхом видалити абсолютно все злоякісні клітини не виходить, тому, щоб їх убити, доводиться використовувати або випромінювання, які ліки. Крім того, буває так, що пухлина просто неоперабельна, так що доводиться сподіватися тільки на радіо або на хіміотерапію.

Клітини плоскоклітинної карциноми, пофарбовані зеленим і червоним за двома формами білка кератину. (Фото Elisabetta Palazzo, Ph.D., NIAMS Laboratory of Skin Biology / Flickr.com.)

Кластери золотих наночасток на поверхні ракової клітини. (Фото DS Wagner et al., Biomaterials, 31 (2010).)

<

>

Однак у них є свої мінуси: з одного боку, якась частка ракових клітин все одно може вижити (наприклад, придбавши стійкість до протираковому препарату), з іншого - при лікуванні страждають і здорові тканини теж, так що фахівцям доводиться невпинно думати, як б зробити так, щоб ліки від раку приходили точно за адресою, тобто строго до злоякісних клітин.

Тут можна вчинити інакше - спробувати знайти альтернативу як радіо-, так і звичайної хіміотерапії. В якості такої альтернативи часто розглядають наночастинки. Наприклад, частинки з золота, якщо їх ввести в кров, через особливості кровоносних судин, що постачають пухлина, можуть накопичуватися в ній. Потім їх можна розігріти лазерним променем, через накопичений частинками тепла у воді поряд з ними з'являться бульбашки, і таке «мікрокіпеніе» вб'є ракові клітини.

Однак, якщо використовувати золоті наночастинки як є, то ми зіткнемося з тими ж проблемами, що і при хіміотерапії: деяка частка частинок неминуче осідає в нормальних, здорових клітинах. Сам лазер теж може завдати неприємностей: безперервний інфрачервоний лазерний промінь може розігріти розташовані поруч з пухлиною тканини. Постраждати можуть судини, нерви і т. Д., І побічні ефекти тут можуть бути досить небезпечними. Тобто нам знову ж потрібно забезпечити наночастинки точною адресою, щоб вони йшли саме до раку і нікуди більше. І тут в якості адреси можна використовувати, наприклад, антитіла, специфічно зв'язуються тільки з тими білками, які сидять на мембрані пухлинних клітин.

Катерина Лук'янова-Хліб і Дмитро Лапотко з Університету Райса разом з Ігорем Білоцерківським з білоруського Республіканського науково-практичного центру онкології та медичної радіології ім. М.М. Александрова і колегами з Дослідницького інституту при Методистської лікарні і онкоцентру ім. М. Д. Андерсона в Х'юстоні спробували використовувати такі золоті наночастинки проти плоскоклітинної карциноми.

Мишам пересаджували клітини людського раку, потім, коли у тварин розвивалася пухлина, її видаляли, але одночасно з операцією тваринам вводили частки з антитілами проти мембранних рецепторів злоякісних клітин. Для розігріву наночастинок замість безперервного інфрачервоного лазера використовували слабші за енергією короткі лазерні імпульси околоінфракрасной частоти.

У статті в Nature Nanotechnology автори пишуть, що таким чином вдавалося виявити надзвичайно малі групи клітин, буквально від трьох до тридцяти штук. «Побачити» їх можна було з допомогу акустичного тесту на скупчення наночастинок, але, що найголовніше, ці злоякісні клітинні кластери по ходу справи легко знищувалися. Миші, у яких саму пухлину видаляли повністю, після такої додаткової наноочісткі повністю видужували; якщо ж пухлина вдавалося видалити тільки частково, то виживаність тварин була вдвічі більше після обробки наночастинками, ніж без неї.

Плоскоклітинні карциноми практично не піддаються звичайному лікуванню, так що залишається сподіватися, що клінічні випробування (які дослідники планують виконати в найближчі два роки) пройдуть з таким же успіхом, і новий метод увійде в повсякденну медичну практику. Можливо, що, змінюючи імунний адреса на частинках, їх можна буде направляти і на інші злоякісні пухлини.

Майже рік тому ми писали про щось схожому - про золотих наночастицах, які можуть помітно підвищити ефективність радіотерапії, якщо привести їх прямо до ракових клітин. Однак в тогочасній статті в PNAS мова йшла не про антитіла, але про спеціальні пептидах, які відчувають більш кислу, ніж зазвичай, клітинну середу, і закріплюються в мембрані підкисленою клітини. Ракові ж клітини якраз і відрізняються зниженим pH, так що такі пептиди могли б доставити пов'язані з ними наночастинки прямо до адресата. Однак, на відміну від вищеописаних результатів, опублікованих в Nature Nanotechnology, «кислотолюбивих» частинки випробували поки лише тільки на культурі клітин.

І наостанок можна згадати про «розумний ніж», або iKnife (Intelligent Knife), описаний в статті трирічної давності в Science Translational Medicine . Розробники «розумного ножа» - точніше, «розумного пінцета» - хотіли вирішити ту ж проблему: як під час операції по максимуму видалити злоякісні тканини. За допомогою iKnife хірург прямо під час операції злегка припікає тканини, а дим і пар від спалених біомолекул тут же відправляється в мас-спектрометр.

За 1-3 секунд тайм-ауту видає хімічний аналіз, і за результатами якого можна сказати, яка тканина потрапила під електропінцет, хвора або здорова, і навіть відрізнити первинну пухлину від вторинної. Інструмент випробували в справжніх клінічних операціях, однак для того, щоб зрозуміти, чи дійсно є від нього якась помітна користь, за пацієнтами, яких оперували за допомогою «розумного ножа», потрібно поспостерігати якийсь час.

за матеріалами Science .