Исследователи из Японии, США и Вьетнама создали наночастицы, которые генерируют пучки электронов при облучении почти безобидным для организма рентгеновским излучением. Их можно использовать для «точечного» уничтожения раковых опухолей. Об этом ученые говорят в статье, которую опубликовал научный журнал Nature Communications.
«Наша методика позволит нам очень выборочно усиливать эффект от действия рентгеновского излучения на опухоль. Это ликвидирует главный недостаток современной лучевой терапии — очень небольшая часть ионизирующего излучения попадает в само новообразование», — рассказал один из авторов исследования Котаро Мацумото из Киотского университета (Япония).
Относительно недавно и зарубежные, и отечественные исследователи начали изучать, как можно использовать наночастицы для борьбы с раком и другими болезнями. Эти опыты показали, что их можно применять двумя путями. С одной стороны, наночастицы могут очень избирательно доставлять токсины или другие опасные вещества в опухоль или очаг инфекции, не затрагивая здоровые ткани.
Посмотрите нашу галерею знаменитостей с онкологией:
При этом другие типы наночастиц могут играть роль «киллера» раковых клеток или микробов сами по себе. Такие наночастицы проникают внутрь них или прикрепляются к ним и служат «мишенью» для иммунитета, заставляя его клетки убивать опухоль или бактерий, или же на них наводится излучение лазера или магнитные поля. Частицы поглощают их энергию, разогреваются и в буквальном смысле «выжигают» новообразование.
Троянский конь для рака
Мацумото и его коллеги нашли новое применение для этих наночастиц, воспользовавшись тем, что некоторые редкоземельные элементы, такие как гадолиний, могут поглощать рентгеновские лучи в очень узкой части спектра. При облучении подобной формой рентгена они начинают вырабатывать пучки электронов высоких энергий, которые могут разрушать ДНК, белки и другие жизненно важные молекулы на небольшом расстоянии от гадолиния.
С другой стороны, раковые клетки благодаря высокой скорости метаболизма и различным нарушениям в работе их генов очень активно поглощают любые наночастицы и скапливают их внутри себя. Это, как предположили ученые, позволяет использовать гадолиний и рентгеновские лучи для очень точечного и безопасного уничтожения раковых опухолей.
Руководствуясь этой идеей, японские исследователи и их коллеги из Вьетнама и США синтезировали полые сферы из кремния и заполнили их гадолинием. Они ввели наночастицы в питательную среду, где жили раковые клетки, которых извлекли из опухоли яичников. Когда те поглотили наносферы, ученые облучили их пучком жесткого рентгеновского излучения.
Для того, чтобы все раковые клетки погибли через два дня после начала эксперимента, хватило всего 60 минут облучения. Другие формы рентгеновских лучей при этом никак не влияли на их жизнедеятельность и не приводили к массовой гибели клеток. Эта особенность наночастиц, как объясняет Мацумото, позволит пациентам одновременно проходить лучевую терапию и использовать рентген в других медицинских целях.
Аналогичных результатов ученые достигли в опытах на миниатюрных «заготовках» опухолей, которые были выращены из таких же клеток. Все это, по словам медиков, оставляет большие надежды на то, что подобный подход позволит сделать лучевую терапию гораздо более эффективной и безопасной для пациентов уже в самое ближайшее время.
Читайте также: Ученые приблизились к созданию «волшебной таблетки» от рака
