Объединив светодиодную технологию и наноматериалы, исследователи создали терапию, которая уничтожает раковые клетки с помощью локального тепла, не повреждая здоровые ткани.
Фотография: Biophoto Associates/Science Source Сохранить эту историю Сохранить эту историю
В борьбе с раком важным направлением исследований является поиск безопасных альтернатив химиотерапии и лучевой терапии. Эти методы лечения воздействуют как на раковые, так и на здоровые клетки, подвергая пациентов серьёзным побочным эффектам.
Группа учёных из Техасского университета в Остине и Университета Порту в Португалии только что сделала ещё один шаг к альтернативе. Они разработали материалы, способные эффективно и безопасно преобразовывать ближний инфракрасный свет (БИК) в тепло, которое можно целенаправленно воздействовать на раковые клетки. Их материалы представляют собой нанопластины оксида олова (SnOx) – мельчайшие частицы толщиной менее 20 нанометров (нанометр равен одной тысячной миллионной метра).
Результаты исследования, опубликованные в журнале ACS Nano, вселяют новую надежду на разработку фототермической терапии (так называются виды светового лечения).
Фототермическая терапия — это неинвазивная процедура, которая нагревает раковые клетки для их уничтожения. Она основана на инфильтрации раковых клеток материалами, поглощающими свет и преобразующими его в тепло (в данном случае, нанопластинами SnOx), которые могут быть разработаны таким образом, чтобы накапливаться именно в опухолевых тканях. Затем на них воздействуют светом с длиной волны, которая обеспечивает эти материалы энергией, необходимой для выработки убивающего рак тепла, но не повреждает здоровые ткани.
Исследователи предполагают, что их нанохлопья SnOx могут улучшить эти типы обработки, обеспечивая большую термическую эффективность, биосовместимость и доступность по сравнению с другими материалами, которые используются в подобных процессах.
«Наша цель заключалась в создании метода лечения, который был бы не только эффективным, но также безопасным и доступным», — заявила Джин Энн Инкорвия, профессор инженерного факультета Техасского университета и один из руководителей проекта, в пресс-релизе. «Благодаря сочетанию светодиодного света и нанопластин SnOx мы разработали метод точного воздействия на раковые клетки, не затрагивая здоровые».
Для оценки тепловой эффективности нового материала команда разработала собственную систему на основе светодиодов ближнего инфракрасного диапазона (NIR-LED), излучающих свет с длиной волны 810 нанометров, безопасный для биологических тканей. В отличие от традиционных лазерных систем, NIR-LED обеспечивают более равномерное и стабильное освещение, снижают риск перегрева и требуют минимальных инвестиций. Стоимость всей экспериментальной установки, способной одновременно облучать до 24 образцов, составляет около 530 долларов США, что делает её доступным и универсальным инструментом для биомедицинских исследований.
Результаты воздействия ближнего инфракрасного излучения на раковые клетки, обработанные SnOx, оказались обнадеживающими. В Техасском университете сообщили, что всего за 30 минут воздействия метод уничтожил до 92% клеток рака кожи и 50% клеток колоректального рака. Это было достигнуто без какого-либо вредного воздействия на здоровые клетки кожи, что свидетельствует о безопасности и селективности данного подхода.
Хотя необходимы дальнейшие биологические и клинические исследования, работа показывает, что эти наноматериалы, обработанные этим типом света, могут стать приемлемым и доступным методом фототермической терапии рака. «Наша конечная цель — сделать эту технологию доступной для пациентов по всему миру, особенно там, где доступ к специализированному оборудованию ограничен, с меньшим количеством побочных эффектов и меньшей стоимостью», — заявил Артур Пинто, исследователь из Инженерной школы Университета Порту и один из ведущих авторов исследования.
«В случае рака кожи мы предполагаем, что однажды лечение можно будет перенести из больницы в дом пациента», — сказал Пинто. «После операции на кожу можно будет накладывать портативное устройство, которое будет облучать и уничтожать оставшиеся раковые клетки, тем самым снижая риск рецидива».
Источник: www.wired.com
