Новости

12 июля, 2021 11:40

Магнитные нанодиски — новый перспективный инструмент для борьбы со злокачественными новообразованиями

Красноярские ученые проанализировали мировой массив научных работ по магнитным нанодискам. Исследователи отмечают, что новое поколение наночастиц может помочь в микрохирургическом лечении рака. Нанодиски эффективнее, чем обычные наночастицы, разрушают раковые клетки. Основываясь на полученных данных, красноярские исследователи подобрали характеристики и создали диски для наноскальпеля, способного выжигать раковые клетки. Результаты обзорного исследования опубликованы в журнале Nanomaterials.
Анна Кичкайло. Источник: пресс-служба ФИЦ КНЦ СО РАН

Коллектив красноярских ученых, в состав которого вошли исследователи из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», проанализировал мировой массив научных публикаций по использованию наночастиц и нанодисков в терапии злокачественных новообразований. Ученые пришли к заключению, что магнитные нанодиски наиболее перспективны для микрохирургии злокачественных новообразований и представляют собой новое поколение частиц, которые могут решить биомедицинские проблемы при лечении рака.

Удаление опухолевых клеток при помощи наноразмерных частиц — одна из наиболее многообещающих областей в терапии рака. Такой хирургический инструмент должен распознавать опухолевые клетки и разрушать их под действием внешних сил, например магнитного поля. Для этого принято использовать магнитные наночастицы, которые нагреваются до критических для опухоли температур или механически убивают раковые клетки под воздействием магнитного поля.

Однако, как отмечают ученые, недавние исследования показали, что в этой области более перспективны магнитные нанодиски. Они состоят из двух металлических слоев инертных металлов, между которыми находится магнитный материал, что придает им уникальные свойства. Нанодиски обладают высокой степенью намагниченности и отсутствием остаточной намагниченности после выключения магнитного поля. Эти свойства облегчают дистанционное управление частицами и делают диски идеальным инструментом для терапии раковых клеток.

Для того чтобы нанодиски, попавшие в кровоток, не разошлись по всему организму, необходимо нацелить их на опухолевые клетки. Такими путеводителями служат ДНК- или РНК-аптамеры, которые распознают опухолевые клетки и связываются с ними. Это обеспечивает адресную доставку наночастиц к месту опухоли и их избирательное действие. Также аптамеры увеличивают биосовместимость дисков и снижают их токсичность.

Низкая токсичность и биосовместимость магнитных нанодисков, связанных с аптамерами, является предпосылкой для создания наноскальпеля для микрохирургии опухолей. Этот инструмент должен обладать тремя основными свойствами: быть миниатюрным, нано- или микроразмерным; иметь возможность дистанционного управления и специфичность только к опухолевым клеткам. Все заявленные требования есть у структур из магнитных нанодисков, покрытых аптамерами для адресной доставки. Ученые считают, что такой наноскальпель будет безопасным инструментом для лечения и визуализации (в случае дополнительной модификации дисков или аптамеров метками или красителями) злокачественных новообразований и поможет решить проблему адресного лечения онкологических больных под визуальным контролем.

«Успех лечения онкологических заболеваний определяется эффективностью удаления из организма всех раковых клеток. Необходимо разработать хирургический инструмент, работающий по принципу “найти и обезвредить”. Им может стать наноскальпель, базирующийся на нанодисках. Мы провели обзор всех имеющихся по этому вопросу материалов, для того чтобы понять, какими характеристиками должны обладать нанодиски для терапии раковых клеток. После этого подобрали оптимальные размеры, магнитные моменты дисков и толщину всех слоев. Уже сейчас мы разработали и протестировали опытные образцы нанодисков. Предварительные результаты показывают, что они эффективно работают и селективно разрушают раковые клетки. Опыты проводились на клеточных культурах и на мышах. Сначала мы думали, что при активации нанодиска могут быть задеты окружающие опухоль соседние клетки, но такого не произошло. Разрушается нужная клетка, а соседние здоровые продолжают расти. Работы в этом направлении будут продолжаться», — рассказала одна из соавторов работы ведущий научный сотрудник ФИЦ КНЦ СО РАН доктор биологических наук Анна Сергеевна Кичкайло.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 20-02-00696) и Российского научного фонда (проект № 19-74-00099).

22 сентября, 2021
Метод российских учёных повысит качество изделий для летательных аппаратов
Сейчас в авиакосмической отрасли применяются угле-металлические композиты, однако химические реакц...
22 сентября, 2021
В СПбГУ систематизировали все случаи удаления генетического материала в клетках живых организмов
Биологи Санкт-Петербургского государственного университета впервые систематизировали все известные с...