Ещё в одной быстроразвивающейся области учёные стали применять нанотехнологии. В медицине они позволят повысить процесс противоопухолевой химиотерапии. В данном случае это наночастицы, предназначенные для создания «нанопузырьков» внутри раковых клеток. В лабораторных испытаниях нанопузырьки оказались гораздо более эффективными, так как они способны поражать раковые клетки и в тоже время обходить стороной здоровые, сообщает PC-News.info.
Используя светособирающие наночастицы для преобразования энергии лазерного излучения в «плазмонных нанопузырьках», исследователи из Университета Райса (Rice University), Онкологического центра Андерсона при Университете Техаса (University of Texas MD Anderson Cancer Center) и Медицинского колледжа Бэйлора (Baylor College of Medicine) разработали новый метод, позволяющий введение препарата непосредственно в раковые клетки. Исследователи обнаружили, что использование химиотерапевтических препаратов с нанопузырьками позволило обезвредить в 30 раз больше раковых клеток, нежели традиционные медикаментозные терапии.
«Мы предоставили лекарство от рака на уровне одной клетки», — сказал биолог и физик Дмитрий Лапотко. Техника плазменных нанопузырьков является предметом четырёх новых рецензируемых исследований, включая то, которое было опубликовано в этом месяце в журнале «Biomaterials» и 3-го апреля 2012-го года в журнале «PLoS ONE». «Обходя здоровые клетки и доставляя лекарство непосредственно в раковые клетки, мы сможем одновременно увеличить эффективность препарата и снизить его дозу», — сказал он.
Нанопузырьки — крошечные «мешочки» с воздухом и водяным паром, которые образуются, когда лазерные лучи поражают кластеры наночастиц и мгновенно преобразуются в тепло. Пузырьки образуются чуть ниже самой поверхности раковых клеток. Далее они расширяются и лопаются, на некоторое время открывая маленькие отверстия в поверхности клеток и позволяют лекарству проникнуть вовнутрь. Та же самая методика может быть использована для генной терапии и других терапевтических полезных препаратов непосредственно в клетки.
«Этот метод ещё предстоит проверить на животных, потребует дополнительных исследований, прежде чем сможет быть применён на людях», — сказал Лапотко, аспирант факультета в области биохимии, клеточной биологии, физики и астрономии в Университете Райса.
Для формирования нанопузырьков учёные должны сначала доставить нанокластеры золота вовнутрь раковых клеток. Они достигают этого помечая отдельные наночастицы золота с антителами, которые привязываются к поверхности раковых клеток. Далее клетки поглощают наночастицы золота и изолируют их в крошечные пузырьки.
Здоровые клетки поглощают только несколько золотых наночастиц, а раковые клетки — значительно большее их количество. Селективность метода основана на том, что минимальный пороговый уровень лазерного излучения, необходимого для формирования нанопузырька в раковой клетке, является слишком низким для формирования нанопузырька в здоровой клетке.
Данная молекулярная стратегия может достичь только определённого соотношения между раковыми и здоровыми клетками. Поскольку рак развиваться, чтобы стать более устойчивым к препарату, то соотношение становится недостаточным для того, чтобы разрушить раковые клетки, при этом не нанося вред здоровым клеткам. Но при точном контроле лазерного импульса можно точно контролировать соотношение золотых наночастиц в раковые клетки, что, по сути приведёт к сформированию нанопузырьков только в раковых клетках. Если этот подход будет работать, то он может преобразоваться в эффективную терапию, которая позволит избавиться от устойчивых к лекарству раковых клеток.
