Ученые Национального исследовательского ядерного университета МИФИ (Москва) и их коллеги из Университета Экс-Марсель (Франция) предложили новый подход в уничтожении раковых опухолей и их метастазов путем "выжигания" их с помощью лазерного излучения, - сообщает престижный международный научный журнал Scientific Reports.
Один из самых перспективных методов лечения рака – ликвидация опухолевых клеток с помощью их локальной гипертермии (перегрева) до 45-50 градусов, до значений, превышающих допустимую температуру для живого организма. Чтобы избежать перегрева здоровых тканей, используются сенсибилизаторы локального нагрева. Эти вещества, накапливаясь в опухоли, выделяют тепло при внешнем воздействии - например, за счет магнитного поля, ультразвука, радиочастотного или инфракрасного лазерного излучения.
В последнем случае наиболее перспективными считаются наночастицы так называемых высокопроводящих плазмонных металлов, прежде всего золота, коллективные колебания электронов которого способны поглощать и испускать энергию в виде световых волн.
"В силу своей химической инертности и биосовместимости золотые наночастицы могли бы быть наиболее перспективными для таких задач, но необходимость попадания плазмонного поглощения в область прозрачности биоткани позволят применять лишь сложные формы золотых наноструктур (ядро-оболочка, наноштыри)", - рассказал научный руководитель Инженерно-физического института биомедицины (ИФИБ) НИЯУ МИФИ Андрей Кабашин, являющийся одновременно директором по исследованиям французского национального центра научных исследований CNRS (Марсель, Франция), передает РИА Новости.
Но проблема заключается в том, что такие золотые наноструктуры либо имеют слишком большой размер (свыше 130 нм) относительно биологических молекул, что затрудняет их перенос в живом организме и выведение из него, либо содержат токсичные стабилизаторы.
Есть привлекательная альтернатива золоту – нитрид титана (TiN), поскольку это вещество имеет пик плазмонного поглощения, сдвинутый как раз в область прозрачности биотканей. Однако производство ультрачистых малых наночастиц TiN c помощью стандартных химических методов синтеза затруднительно.
Ученые решили эту проблему, предложив уникальные наночастицы нитрида титана, произведенные методами лазерной абляции в воде и органических жидкостях, что позволяет синтезировать ультрачистые, идеально сферические наночастицы нитрида титана с контролируемым средним размером, - отметил ведущий автор статьи, сотрудник НИЯУ МИФИ Антон Попов.
Здесь критически важно, что даже самые маленькие наночастицы размером 5-8 нанометров обладают плазмонным пиком в области 650-700 нм, то есть в области прозрачности биологических тканей, а за счет предельно малых размеров наночастицы выводятся из организма через почки без каких-либо побочных эффектов, – отметил Попов.
Первые опыты по изучению взаимодействия наночастиц с биологическими системами in vitro (в лабораторных условиях вне живого организма) показали великолепные результаты. Лазерно-синтезированные частицы практически нетоксичны и они действительно чрезвычайно эффективны в уничтожении раковых клеток за счет гипертермического эффекта, – добавил Андрей Кабашин.
Нитрид титана –уникальный материал для биомедицинских применений, который обещает прорыв в развитии методов неинвазивного лечения рака с помощью локальной лазерной гипертермии на основе плазмонных наночастиц, - уверены авторы работы.
