Кремниевые наночастицы полностью разлагаются спустя несколько дней после того, как они попали в организм, а значит, можно не бояться, что они смогут нам как-то навредить.

Наночастицы давно пытаются использовать в диагностике и лечении рака, и, учитывая их потенциальные возможности, мы вполне можем рассчитывать на то, что вскоре на их основе удастся создать вполне эффективный метод «нанотерапии».

Клетки рака груди. (Фото Jordi Guzman / www.flickr.com/photos/46999807@N03/7026596009.)

Биодеградация кремниевых наночастиц: (I) локализация наночастиц на мембране клетки; (II) проникновение в цитоплазму, сопровождающееся их частичным распадом; (III) полное растворение наночастиц через 10-13 дней. (Иллюстрация Любовь Осминкина, МГУ.)

Так, несколько месяцев назад мы рассказывали о золотых частицах, которые можно использовать для уничтожения опухоли: попав в организм, они накапливаются в ней, после чего их разогревают лазерным лучом, и опухоль гибнет от теплового удара.

Возможен другой подход: превращать наночастицы в контейнеры с лекарством – добравшись до опухоли и проникнув внутрь опухолевых клеток, частица высвободит противораковый токсин.

Наночастицы делают из самых разных материалов, кроме золота это может быть серебро, оксид титана, селенид кадмия и многие другие соединения, однако у них у всех есть один существенный минус – они не выводятся из организма. Пусть они с высокой точностью проникают именно в опухоль и с высокой эффективностью уничтожают её – потом-то они всё равно остаются в тех же тканях, и из-за того, что они продолжают там сидеть, они способны нанести вред. (Кроме того, не стоит забывать, что абсолютно точная адресная доставка пока невозможна, и какая-то доля частиц в любом случае осядет в совсем другом месте.)

Иными словами, наночастицы должны быть не только биосовместимы – чтобы не нанести вред при первом попадании в организм, – они должны впоследствии ещё и разрушиться, причём продукты их распада должны быть безвредными.

Удачным решением здесь могли бы стать наночастицы на основе кремния, которые при разложении дают кремниевую кислоту, необходимую для укрепления костей и роста соединительных тканей. Будут ли они распадаться, попав в организм? Эксперименты Любови Осминкиной и её коллег из Московского государственного университета и Института фотонных технологий им. Лейбница в Йене показали, что – да, будут.

Исследователи использовали спектроскопические методы, позволяющие отличить кремниевую частицу, попавшую в клетку, от собственно клеточного содержимого, так что в результате можно было узнать не только о том, где находится наночастица, но и как она себя там ведёт, распадается или нет.

Опыты ставили с клетками рака молочной железы: к ним добавляли кремниевые наночастицами размером 100 нм, а затем в течение различного времени (от 5 часов до 13 дней) наблюдали за происходящим. В статье в Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine авторы пишут, что в первые 5-9 часов наночастицы локализовались на клеточных мембранах, за последующие сутки проникали внутрь клетки, а потом начинали деградировать, так что на тринадцатый день от них ничего не оставалось.

По словам Любови Осминкиной, им впервые удалось доказать, что пористые кремниевые наночастицы могут служить совершенно безвредным для организма агентом для терапии и диагностики онкологических заболеваний. В свои порах они могут пронести в больную клетку лекарство, чтобы потом постепенно выпустить его в процессе собственного распада.

Очевидно, что полученные результаты имеют огромное значение для разработки лекарств на основе биосовместимых и биодеградируемых наночастиц.