Злокачественные опухоли можно уничтожать с помощью золотых наночастиц, разогреваемых лазерным лучом.

Альтернативу обычным средствам химио- и радиотерапии в онкологии могли бы составить золотые наночастицы. Их можно нагревать лазером, и, если такие частицы соберутся в раковой опухоли, то с их помощью можно эту самую опухоль уничтожить: злокачественные клетки погибнут, не выдержав лазерного нагрева. (В качестве альтернативы лазеру можно использовать ионизирующую радиацию, которую золотые частицы поглощают в 100 раз сильнее, чем живые ткани, и под действием которой они испускают электроны, повреждающие ДНК клеток.)

Золотые наночастицы под микроскопом. (Фото: Materials Science at Chalmers / Flickr.com)

Сами по себе золотые наночастицы безвредны, в отличие от радиоактивного излучения или химиотерапевтических препаратов, которые бьют и по здоровым тканям тоже. Однако с наночастицами все равно возникает проблема, как их доставить в нужное место – если они осядут за пределами опухоли, пользы от них не будет. Чтобы привести их к раку, используют самые разные уловки. Ранее мы писали о том, как золотые наночастицы ищут опухоль с помощью специальных антител, связывающихся с рецепторами раковых клеток; другой способ – это заставить наночастицы выискивать клетки с повышенной кислотностью (а у раковых клеток она как раз повышена).

Иной подход использовали исследователи из Красноярского государственного медицинского университета им. В.Ф. Войно-Ясенецкого, Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской Академии наук» (ФИЦ КНЦ СО РАН), Университета Оттавы и ряда других научных центров.

Они снабдили наночастицы нуклеиновыми аптамерами – так называют короткие нуклеиновые кислоты (ДНК или РНК), специально сконструированные так, чтобы связываться с определенными молекулами. По сути, аптамеры работают так же, как антитела, специфично связываясь с теми или иными клетками, но по сравнению с антителами они часто оказываются удобнее: очень специфичный аптамер для какого-нибудь рецептора получить бывает проще, чем такое же специфичное антитело.

В статье в Molecular Therapy – Nucleic Acids описаны результаты опытов с мышами с карциномой Эрлиха – экспериментальной раковой опухолью, которая росла у животных под кожей. После того, как мышам вводили наночастицы с аптамерами, опухоль пять минут облучали зеленым лазером. Опухоль исчезала полностью: ее не удалось обнаружить ни с помощью позитронно-эмиссионной томографии, ни с помощью компьютерной томографии, ни с помощью гистологического анализа; при этом здоровые ткани остались неповрежденными. То есть наночастицы с помощью аптамеров действительно связывались только с раковыми клетками, не обращая внимания на здоровые. Сами по себе наночастицы тоже никакого вреда мышам не причиняли.

Особенно важно здесь то, что метод удалось проверить не на культуре клеток, а прямо в живом организме. Разумеется, для разных опухолей нужно подбирать разные условия: например, для тех опухолей, которые находятся у поверхности тела, достаточно зеленого лазера, если же опухоль сидит глубоко, то для разогрева наночастиц понадобится красный лазер, так как он может проникать вглубь живых тканей. И в ближайшее время авторы работы как раз собираются оптимизировать размер наночастиц и другие условия методов так, чтобы можно было уничтожать раковые клетки, прячущиеся глубоко внутри тела.

Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации.

По материалам пресс-службы ФИЦ КНЦ СО РАН.