Пористые кремниевые нанонити хорошо разогревают раковые клетки и при этом быстро распадаются в биологических тканях.

Наночастицы активно пытаются привлечь к борьбе с раком: их либо нагружают лекарством, которое нужно доставить в опухоль, либо сами наночастицы заставляют убивать раковые клетки. Второй вариант основан на том, что частицы размером до 100–200 нанометров склоны накапливаться в опухолях, и, когда их там накопится достаточно, их греют электромагнитным излучением – например, лазером, как в случае с золотыми наночастицами. Раковые клетки погибают от повышенной температуры.

Кремниевые нанонити под электронным микроскопом при разном увеличении. (Фото: M. Gongalsky et al. ACS Omega 2019)

Если убивать рак «нанонагреванием», то частицы, во-первых, должны хорошо нагреваться, то есть хорошо поглощать излучение, а во-вторых, они не должны вредить здоровым тканям. В этом смысле удачными представляются пористые нанонити из кремния, описанные в статье в ACS Omega исследователями из Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН вместе с коллегами из Финляндии и Германии.

По словам авторов работы, их нанонити при контакте с биологическими тканями довольно быстро – всего за стуки – распадались. Быстрая деградация происходила, в том числе, и из-за пористой структуры нитей. В результате на их месте появлялось много ионов водорода и кремниевой кислоты H₃SiO₄^-. Благодаря появившимся ионам ткань интенсивней поглощала излучение в радиодиапазоне, и, как следствие, раковые клетки быстрее гибли. С другой стороны, области с повышенным содержанием ионов лучше поглощают рентгеновское излучение, а значит, весь процесс можно контролировать с помощью рентгеновских снимков, на которых будет видно, где скопились нанонити и как они потом рассосались.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда и Фонда содействия развитию малых форм предприятий в науке и технике.

По материалам пресс-службы ИТЭБ РАН.