Наноконтейнеры с лекарствами повысят эффективность лечения раковых опухолей
Схема активации наноконтейнера при помощи высокочастотного радиоизлучения или микроволнового излучения
© Виктор Тимошенко
Российские ученые в кооперации с исследователями из Финляндии разработали метод с использованием наночастиц, которые способны эффективно «доставлять» лекарственные препараты в опухолевые ткани для их уничтожения. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ) и опубликованы в журнале Journal of Controlled Release.
Сегодня для лечения определенных видов рака используются лекарственные препараты, которые представляют собой высокомолекулярные соединения. Однако их избирательное накопление в опухолевой ткани достаточно затруднительно. Чтобы обеспечить необходимую доставку высокомолекулярных лекарств в клетку, авторы работы предлагают использовать наноконтейнеры на основе пористых кремниевых наночастиц. Особенность кремниевых наночастиц в данном случае — их полная биосовместимость, они способны встраиваться в организм пациента, не вызывая побочных отрицательных реакций. С помощью высокоинтенсивного освещения, а также радиочастотного облучения, можно нагревать термочувствительный полимер и таким образом локально высвободить высокомолекулярные лекарственные препараты в опухолевой ткани.
«Суть работы заключается в разработке метода получения наноконтейнеров на основе пористых кремниевых наночастиц, заполненных противораковым препаратом (доксирубицин) и покрытых термочувствительным полимером, а также в развитии метода активации таких наноконтейнеров при помощи оптического и радиочастотного излучений», — объясняет руководитель гранта РНФ, профессор кафедры физики низких температур и сверхпроводимости физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, доктор физико-математических наук Виктор Тимошенко.
В ходе работы были исследованы физико-химические свойства и проведены испытания полученных наноконтейнеров и методов их активации на клетках и лабораторных животных. Ученые использовали следующие методы: электрохимическое травление (удаление поверхностного слоя материала с помощью специальных химических реактивов), физико-химический анализ, лазерное фотовозбуждение, облучение высокочастотным радиоизлучением, а также экспериментальные исследования in vitro и in vivo.
В результате экспериментов ученым удалось доказать эффективность разработанного метода. Так, например, не превышая температуру 42°C, с помощью радиочастотного облучения эксперты успешно «выпустили» из наноконтейнеров лекарственные препараты. В ходе экспериментов in vivo оказалось, что активация лекарств с помощью этого облучения смогла остановить у мышей рост клеток злокачественной раковой опухоли, карциномы, сразу после первого применения.
«Практическое применение исследования состоит в разработке нового метода эффективного и щадящего лечения онкологических заболеваний. Перспективы дальнейшей работы связаны с развитием ультразвукового метода активации разработанных наноконтейнеров, поскольку ультразвук может быть также использован для диагностики опухолей. Это открывает возможности для объединения в одном исследовании терапии и диагностики (так называемая тераностика), что является одним из активно развивающихся направлений в биомедицине», — утверждает Виктор Тимошенко.