Наночастицы вылечили рак кишечника у мышей с помощью гипертермии
Ученые из НИТУ «МИСиС» представили результаты испытания инновационной технологии онкотерапии на основе гипертермии — нагрева наночастиц, введенных в опухоль, для ее уничтожения. Препарат на основе наночастиц кобальта-феррита вылечил 100% мышей с раком кишечника в экспериментальной группе. Результаты проекта опубликованы в международном научном журнале Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine.
Магнитная гипертермия — это новый развивающийся метод лечения рака, при котором интенсивный нагрев вызывает денатурацию клеточных белков, что быстро разрушает опухолевые клетки. Для защиты здоровых тканей метод предполагает селективное введение в опухоль агента с магнитными свойствами. Благодаря этим свойствам он обеспечивает локальный и контролируемый нагрев в присутствии электромагнитного поля. Агент, состоящий из наночастиц оксидов металлов, контактирует с клетками опухоли и нагревается под влиянием килогерцевого переменного электромагнитного поля, разрушая их.
Однако технология еще не систематизирована. Ученые ищут материалы и, что важнее, температурные режимы, наиболее эффективные для этой процедуры. Материаловеды и биохимики Лаборатории биомедицинских наноматериалов НИТУ «МИСиС» сообщили о перспективных исследованиях in vitro и in vivo, которые показали, что для успешной противоопухолевой терапии необходимо подбирать температурный режим индивидуально для каждого типа рака.
В частности, группа добилась полной элиминации злокачественных новообразований у 100% мышей с раком толстой кишки после нагрева опухоли в диапазоне температур 41–43 °C. Ученые использовали наночастицы кобальта-феррита, обладающие высокими магнитными свойствами, что позволяет им нагревать клетки и ткани в широком диапазоне температур в ответ на воздействие электромагнитного поля. Кроме того, они чрезвычайно стабильны в физиологических условиях, не оказывают токсического действия на клетки и ткани организма, а также их можно легко и недорого получить.
«Мы наблюдали группы животных с двумя разными моделями опухолей — с малоагрессивным раком толстой кишки CT26 и агрессивным метастатическим раком молочной железы 4T1. Обе группы получили инъекцию суспензии наночастиц кобальта-феррита в опухоль и дальнейшую терапию магнитной гипертермией при трех разных температурных режимах», — говорит инженер лаборатории Анастасия Гаранина.
Ученые провели сравнительный анализ воздействия разных температур на две модели злокачественных опухолей — неагрессивную и активно метастазирующую — и обнаружили, что клетки рака толстой кишки более чувствительны к гипертермии и погибают даже при нагреве в диапазоне 41–43 °C.
«Рак молочной железы, согласно серии экспериментов, оказался более устойчив к нагреву, и его клетки погибали только при высокотемпературной гипертермии выше 47 °C», — добавляет Гаранина. В группах животных, которых лечили при температурах 46–48 °C и 58–60 °C, выживаемость составила 25–40%. Однако исследователи обнаружили, что терапия магнитной гипертермией приводит к снижению частоты метастазов в организме животного по сравнению с хирургическим удалением опухоли.
В настоящее время команда продолжает лабораторные исследования для оптимизации работы нанопрепарата в рамках доклинических исследований.