Учёные нашли способ усилить терапевтический эффект магнитных наночастиц против рака
Исследовательская группа под руководством профессора Чхве Хон Су из Департамента робототехники и мехатроники DGIST обнаружила метод, усиливающий проникновение магнитных наночастиц в раковые клетки и их эффект магнитной гипертермии. Это достигнуто за счёт изучения механизмов разборки цепочек и магнитного движения с использованием вращающегося магнитного поля.
Исследование, опубликованное в журнале ACS Nano, было сосредоточено на доставке магнитных терапевтических агентов с помощью магнитных полей — области, привлекающей внимание в лечении рака. Ожидается, что работа внесёт значительный вклад, улучшив эффективность доставки и терапевтические эффекты при таргетной терапии рака.
Проблема и решение
При воздействии обычного однородного магнитного поля магнитные наночастицы образуют длинные цепочки, что затрудняет их проникновение в раковые клетки или опухоли и снижает эффективность лечения.
В ответ на это команда DGIST проанализировала взаимодействие между поведением магнитных наночастиц и сопротивлением вязкости жидкости, используя уникальное вращающееся магнитное поле. Было проведено исследование механизмов разборки цепочек, которые позволяют селективно контролировать длину цепочек магнитных наночастиц.
Эксперимент и результаты
Используя 3D-модель опухоли (сфероиды), команда проверила:
- Регулировку длины цепочек наночастиц с помощью вращающегося поля.
- Усиленное поглощение клетками.
- Улучшение лечения раковых клеток методом магнитной гипертермии.
Было подтверждено, что вращающееся магнитное поле вызывает разборку цепочек наночастиц. Нацеливаясь на раковые клетки и сфероиды, учёные с помощью этого поля увеличили клеточное поглощение и проникновение частиц.
С помощью флуоресцентной микроскопии и просвечивающей электронной микроскопии доказано, что использование вращающегося магнитного поля привело к самому глубокому проникновению в клетки и сфероиды по сравнению с контрольными группами (однородное поле или отсутствие поля).
Кроме того, с помощью переменных магнитных полей была вызвана гибель раковых клеток для подтверждения эффекта гипертермии. Группа с самым высоким уровнем проникновения (благодаря вращающемуся полю) показала наиболее эффективные результаты лечения.
Вывод
Подтверждено, что разборка цепочек и магнитное движение наночастиц с помощью вращающихся полей могут усиливать клеточное поглощение, проникновение и, в конечном счёте, терапевтические эффекты магнитных нанопрепаратов.
Профессор Чхве Хон Су заявил: «Мы подтвердили, что магнитное движение с помощью вращающихся полей способствует поглощению и проникновению магнитных наночастиц в раковые клетки и опухолевые сфероиды, в конечном итоге повышая эффективность лечения опухолей. Мы ожидаем, что технология, разработанная в ходе этого исследования, может быть широко использована для усиления терапевтических эффектов при таргетном лечении рака с помощью магнитных препаратов».