Наночастицы «Cornell dots» подсвечивают опухоли для хирургов

Ярко светящиеся наночастицы, известные как «Cornell dots» (или C dots), являются безопасным и эффективным способом «подсветить» раковые опухоли, чтобы хирурги могли их обнаружить и удалить.

Исследования в Онкологическом центре Memorial Sloan-Kettering (MSKCC) показали, что Cornell dots биологически безопасны и стабильны. Они достаточно малы, чтобы легко перемещаться по структурам организма и эффективно выводиться через почки с мочой.

Одна частица состоит из нескольких молекул красителя, заключённых в кремниевую оболочку диаметром всего около 5 нанометров. Оболочка из диоксида кремния (по сути, стекло) химически инертна. Покрытие частиц полиэтиленгликолем (процесс PEGylation) дополнительно защищает их от распознавания организмом как чужеродных, давая им больше времени для поиска целевых опухолей.

Внешняя сторона оболочки может быть покрыта органическими молекулами, которые прикрепляются к желаемым мишеням, таким как поверхность опухоли или даже определённые участки внутри неё. Скопление молекул красителя в одной частице флуоресцирует под ближним инфракрасным светом гораздо ярче, чем одиночные молекулы. Эта флуоресценция идентифицирует злокачественные клетки, показывая хирургу, что именно нужно удалить, и помогая убедиться, что все раковые клетки найдены.

По словам исследователей MSKCC, эта технология также может визуализировать степень развития кровеносных сосудов опухоли, гибель клеток, реакцию на лечение, а также инвазивное или метастатическое распространение в лимфатические узлы и отдалённые органы.

Cornell dots были разработаны в 2005 году аспирантом Хойсвенгом Оу (Hooisweng Ow) под руководством Ульриха Визнера, адъюнкт-профессора материаловедения и инженерии Корнеллского университета. Их усовершенствования в дизайне частиц и эксперименты на мышах в MSKCC опубликованы в январском выпуске 2009 года журнала Nano Letters (Vol. 9 No. 1) Визнером, доктором Мишель Брэдбери, врачом-учёным MSKCC, специализирующимся на молекулярной визуализации и нейрорадиологии, и их коллегами.

«Высокочувствительные и специфичные зонды и стратегии молекулярной визуализации критически важны для обеспечения как можно более раннего обнаружения опухоли и своевременного ответа на лечение», — заявила Брэдбери.

После создания Cornell dots Визнер, Оу и Кеннет Ванг основали компанию Hybrid Silica Technologies для коммерциализации изобретения. По словам Визнера, частицы также имеют потенциальное применение в дисплеях, оптических вычислениях, сенсорах и таких микрочипах, как ДНК-чипы.