Ученые создали «зеленые» наночастицы золота с помощью микроводорослей

Исследователи из Японии разработали новый устойчивый метод синтеза функционализированных наночастиц золота (AuNPs) с использованием микроводорослей. Работа опубликована в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

Этот «зеленый» подход не только позволяет избежать использования агрессивных химикатов, характерных для традиционных методов, но и производит AuNPs, которые более стабильны и менее токсичны для здоровых клеток. Прорыв обещает более экологичное и безопасное для пациентов будущее наномедицины, включая применение в фотогермической терапии рака, что соответствует Целям устойчивого развития ООН (SDGs).

Наночастицы золота в терапии рака

Наночастицы золота — мощный инструмент в медицине, особенно для лечения рака. В методе фотогермической терапии AuNPs доставляются в опухоль и нагреваются с помощью лазера.

Локальный нагрев уничтожает раковые клетки, не повреждая окружающие ткани. Однако традиционный химический синтез этих наночастиц часто дорог, энергозатратен и связан с использованием токсичных веществ, что создает риски для окружающей среды и здоровья пациентов. Это стимулировало поиск более безопасных и устойчивых методов производства.

Микроводоросли как устойчивое решение

Исследовательская группа успешно использовала микроводоросли в качестве биологической фабрики для создания AuNPs. Водоросли естественным образом производят соединения, которые восстанавливают ионы золота в стабильные наночастицы, покрывая их защитным органическим слоем. Этот биологический процесс дает «Bio@AuNPs», которые сравнили с химически синтезированными «Chem@AuNPs».

Характеризация показала, что AuNPs, полученные с помощью водорослей, были высокоэффективны в поглощении лазерного света и преобразовании его в тепло, успешно вызывая гибель раковых клеток.

Критически важно, что Bio@AuNPs продемонстрировали высокую биосовместимость, сохраняя низкую цитотоксичность по отношению к нормальным клеткам и проявляя селективную активность против раковых клеток.

Преимущества и перспективы

Эта работа представляет двойную пользу для общества. Во-первых, она предлагает устойчивый и экологичный производственный процесс для высокоценного медицинского материала, сокращая химические отходы и экологический след наномедицины.

Во-вторых, повышенная биосовместимость и стабильность этих «зеленых» наночастиц могут привести к разработке более безопасной и эффективной терапии рака с меньшими побочными эффектами для пациентов. Это открывает путь к более широкому клиническому использованию фотогермической терапии как жизнеспособного и безопасного для пациента варианта лечения.

«Наша цель — понять, как живые организмы обнаруживают и реагируют на тепловые колебания, генерируемые окружающей средой и их собственными биологическими процессами на клеточном уровне», — говорит профессор Мадока Судзуки, старший автор исследования.

«Наше недавнее достижение в разработке экологичного метода на основе микроводорослей для создания выделяющих тепло наночастиц золота предоставляет новый инструмент для изучения клеточной терморегуляции и развития устойчивых наномедицинских технологий».