Ультразвук нацелен на раковые клетки

Физики сумели подобрать частоту ультразвука, чтобы он разрушал раковые клетки, не затрагивая здоровые.

В большинстве методов ультразвукового лечения рака излучение высокой интенсивности используется для нагревания и разрушения клеток. При этом могут применяться специальные контрастные вещества, которые «маркируют» опухоль и позволяют сфокусировать излучение в нужной области (пример российского исследования приведён ниже). Однако, тепло в той или иной степени наносит вред и здоровым клеткам, к тому же контрастные вещества действуют лишь на небольшую часть опухолей.

Иллюстрация ультразвуковой терапии рака. Зелёным цветом показаны здоровые клетки, красным – больные. Слева – обычное термическое воздействие ультразвука, поражающее все клетки. Справа – прицельное на определённой частоте, не разрушающее здоровые клетки. (Рис. David Mittelstein)
Результат воздействия ультразвука частотой 500 кГц на цитоскелет клетки, видимый в виде зелёного кольца. а) нет ультразвука, б) длительность импульса T = 1 мс, в) T = 30 мс. Видно его разрушение (фото AIP).

Исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) и Бекмановского научно-исследовательского института (Национальный медицинский центр City of Hope, США) разработали метод лечения рака, при котором ультразвук низкой интенсивности вызывал разрушение клеточного скелета раковых клеток, в то время как соседние здоровые клетки не страдали. Об этом они сообщили в журнале Applied Physics Letters.

Лаборатория механики твердого тела в Калтехе ранее разработала теорию лечения рака, основанную на идее, что раковые клетки уязвимы для ультразвука определенной частоты, которая зависит от механических и структурных свойств опухолевых клеток. Авторы назвали новый подход, базирующийся на выделении и уничтожении раковых клеток на основе их физических свойств, онкотрипсией (oncotripsy). Теперь же исследователи, уменьшив интенсивность излучения и тщательно подобрав частоту в соответствии с «целевыми клетками», экспериментально разрушили несколько видов злокачественных клеток крови человека, не нанося вреда здоровым. Это похоже на то, как умелый певец разбивает стеклянный бокал, напевая конкретную ноту.

Новый метод использует точно нацеленный ультразвук низкой интенсивности и потому обеспечивает более избирательное и безопасное воздействие. Он не требует, чтобы раковые клетки имели уникальные молекулярные маркеры или располагались отдельно от здоровых клеток.

Исследователи признают, что есть еще много вопросов, которые необходимо выяснить, например, каков точный механизм воздействия и что конкретно происходит в клетке, подвергшейся воздействию ультразвука, но полагают полученные результаты очень обнадеживающими. Они надеются, что через некоторое время онкотрипсию можно будет использовать для лечения рака наряду с химиотерапией, иммунотерапией, облучением и хирургией.

Примечание.

Отметим, что исследования по ультразвуковой терапии рака ведутся и в нашей стране, правда, с использованием наночастиц. Например, некоторое время тому назад, российские физики и биологи из МГУ, НИЯУ МИФИ, Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН разработали технологию, позволяющую исследовать и уничтожать раковые клетки с помощью ультразвука, не затрагивая здоровые. Для этого в опухоль вводятся кремниевые наночастицы, которые поглощают ультразвук, нагреваются и убивают раковые клетки. Чтобы эти частицы слишком быстро не растворялись, их покрывают слоем биополимера, делая более долговечными. Как показали опыты на раковых клетках человека, такие наночастицы под действием ультразвука аккуратно разрушают важные компоненты злокачественных клеток, не приводя к массовому разрушению здоровых. Однако, чтобы новый метод смог войти в лечебную практику, необходимы длительные медицинские исследования. Об этом сообщается в журнале Nanotechnology.

По материалу Американского Института физики (AIP).

8 Января 2020

Автор: Алексей Понятов

Читайте также:

Ультразвук борется с раком

Ультразвук борется с ракомС помощью нелинейных ультразвуковых волн можно очень точно разрушать раковые опухоли, одновременно наблюдая за процессом с помощью простого УЗИ.

Читать целиком

Случайная статья

Товар добавлен в корзину

Оформить заказ

или продолжить покупки