Новые наночастицы для ранней диагностики рака показали безопасность в исследованиях на мышах
Инженерные наночастицы на основе золота, покрытые специальными материалами, продемонстрировали отсутствие токсичности при двух способах введения в исследовании на мышах, проведенном учеными Медицинской школы Стэнфордского университета. Это важный шаг к клиническим испытаниям для выявления колоректального и других видов рака.
Безопасность — ключевой фактор
"Отсутствие токсичности этих наночастиц у мышей — хороший знак того, что они будут хорошо себя вести и у людей", — заявил профессор радиологии Санжив Сэм Гамбхир, старший автор исследования, опубликованного в Science Translational Medicine.
Проблема ранней диагностики
Раннее обнаружение рака значительно повышает выживаемость. Однако такие методы, как колоноскопия, полагаются на человеческий глаз и могут пропускать слишком мелкие, скрытые или плоские поражения.
Новый класс агентов
Исследование впервые доказало безопасность нового класса агентов: крошечных золотых сфер диаметром всего 100 нанометров. Они покрыты материалами для высокочувствительного обнаружения, заключены в прозрачные кремниевые оболочки и связаны с молекулами полиэтиленгликоля для биосовместимости. К ним можно прикреплять молекулы, нацеленные на раковые клетки.
Принцип работы: усиленный "эффект Рамана"
Материалы вокруг золотых ядер обладают особыми оптическими свойствами. Около одной десятимиллионной части падающего света отражается с дискретными длинами волн, характерными для каждого материала. Золотые ядра специально обработаны для значительного усиления этого "эффекта Рамана", что позволяет одновременно детектировать множество различных материалов с помощью чувствительного Рамановского микроскопа.
Результаты исследования токсичности
Исследователи вводили наночастицы двум группам мышей (по 60 особей в каждой) в дозе, в 1000 раз превышающей необходимую для четкого сигнала.
- Ректальное введение: Наночастицы оставались в пределах кишечника, быстро выводились и не вызывали системной токсичности. К двум неделям после введения признаки стресса или воспаления в тканях отсутствовали.
- Внутривенное введение: Наночастицы быстро захватывались клетками-мусорщиками в печени и селезенке. Признаки токсичности также были минимальными и практически исчезали через две недели.
Значение и перспективы
- Отсутствие системной токсичности при ректальном введении упрощает процесс одобрения FDA для диагностики колоректального рака.
- Безопасность внутривенного введения открывает путь к поиску опухолей по всему телу. "Мы можем прикреплять к этим сферам молекулы, нацеленные на рак молочной железы, легких или простаты", — отметил Гамбхир. В исследовании тестировались наночастицы, связанные с таким пептидом, и снова не было отмечено токсических эффектов.
Группа Гамбхира сейчас готовит документы для получения одобрения FDA на переход к клиническим исследованиям наночастиц для диагностики колоректального рака.