Радиоактивные частицы, снабженные бактериальным токсином, могут стать эффективным средством в лечении и диагностике злокачественных опухолей.

В лечении онкозаболеваний есть ряд до конца нерешенных проблем. Во-первых, бывает непросто определить границы опухоли; во-вторых, обычные методы химио- и радиотерапии бьют не только по раковым клеткам, но и по здоровым тканям; в-третьих, самые раковые клетки порой приобретают устойчивость к лекарствам – те токсины, от которых они прежде гибли, перестают на них действовать.

Клетка рака молочной железы. (Фото: Wellcome Images / Flickr.com) 

Однако есть надежда, что все эти проблемы удастся решить с помощью наночастиц, которые одновременно помогают и в диагностике болезни, и способны доставить лекарство строго по адресу, не вредя ничему другому. О таких противораковых наночастицах мы рассказываем довольно регулярно.Те, что сделали исследователи из Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского, снабжены сразу и радиоактивным оружием, и химическим.

В качестве основы авторы работы использовали наночастицы UCNP (upconversion nanoparticles), у которых есть интересное свойство: при облучении светом они поглощают подряд несколько фотонов с низкой энергией, а потом излучают один фотон с высокой энергией – то есть они конвертируют одно излучение в другое. Если облучать UCNP инфракрасным светом, то в ответ они дадут излучение в ультрафиолетовом диапазоне. Манипулируя светом на разных длинах волн, которые с той или иной эффективностью проникают в живые ткани, можно добиться лучше визуализации опухоли, в которой скопились эти самые частицы.

Конвертирующие наночастицы делают из разных материалов, в том числе и с добавлением иттрия. Исследователи использовали UCNP, в которых обычный иттрий был частично заменен на радиоактивных изотоп ⁹⁰Y, испускающий бета-лучи. Кроме того, на наночастицах был фрагмент бактериального токсина синегнойной палочки, сшитый с другим белком, который специфично взаимодействует с одним из рецепторов на клетках рака груди.

Белок, взаимодействующий с рецептором, должен был обеспечить адресную доставку, чтобы частицы сели именно на раковые клетки, после чего саму клетку начали бы убивать токсин и бета-излучение от изотопа иттрия (излучение генерировало бы в клетке активные формы кислорода, которые могут повреждать биомолекулы – белки, липиды и нуклеиновые кислоты).

Частицы вводили мышам с подсаженной человеческой опухолью (иммунитет животных ослабляли, чтобы опухоли исходно ничего не мешало развиваться). В статье в PNAS говорится, что наночастицы оставались в опухоли надолго и успешно тормозили ее рост – очевидно, из-за комбинированного действия токсина и излучения. Возможно, такие наночастицы можно настраивать и против других видов рака. В перспективе они могут стать эффективным тераностическим (то есть терапевтическим и диагностическим) средством в повседневной медицинской практике.