Фотоакустическая визуализация и фотогенная терапия рака с использованием наночастиц билирубина
Команда профессора Сангён Джона из KAIST разработала комбинированную систему для фотоакустической визуализации и фотогенной терапии рака на основе наночастиц билирубина (BR).
Основа технологии: свойства билирубина
- BR — желчный пигмент с мощным антиоксидантным и противовоспалительным действием.
- Ранее команда создала систему PEGylated BR-наночастиц, сочетая нерастворимый в воде BR с водорастворимым полиэтиленгликолем (PEG). Эта система доказала эффективность и безопасность в моделях воспалительных заболеваний.
Новый подход для онкологии
В данной работе были использованы другие физико-химические свойства BR:
- Под воздействием синего света желтый BR становится фотонным наноматериалом.
- BR — основной компонент черных пигментных камней в желчном пузыре.
Создание и действие наночастиц
- Ученые соединили BR с противоопухолевым препаратом цисплатином на основе платины. Раствор наночастиц изменил цвет с желтого на фиолетовый.
- Фотоакустическая визуализация: Цисплатин-хелатированные BR-наночастицы показали значительную фотоакустическую активность под воздействием ближнего инфракрасного света. При внутривенном введении мышам с колоректальным раком сигнал в опухолях резко усиливался, что позволяет точнее диагностировать опухоли.
- Фотогенная терапия: Под воздействием ближнего ИК-света температура опухолей повышалась на 25°C за 5 минут благодаря фотогенному эффекту. Через две недели размер опухолей уменьшался по сравнению с контрольными группами, иногда наблюдался некроз.
Перспективы
Профессор Джон отметил, что существующие искусственные вещества для такой терапии часто обладают низкой биосовместимостью и потенциальной токсичностью. BR-наночастицы, хелатированные цисплатином, демонстрируют высокую биосовместимость и эффективность, что создает новую платформу для доклинических, трансляционных исследований и клинического применения фотоакустической визуализации и фотогенной терапии.