Новое оружие против рака: ядерные нанокапсулы

Химики из Университета Райса разработали способ упаковки одних из самых мощных радиоактивных частиц природы внутрь углеродных нанотрубок размером с ДНК. Этот метод планируют использовать для точечного воздействия на микроскопические опухоли и даже отдельные клетки лейкемии.

Ведущий исследователь, профессор химии Лон Уилсон, отметил, что не существует одобренных FDA методов терапии рака с использованием альфа-частиц. В то время как для уничтожения одной клетки требуются тысячи бета-частиц, раковую клетку можно разрушить всего одним прямым попаданием альфа-частицы в её ядро.

Результаты исследования, проведённого совместно с Университетом Вашингтона (UW), доступны онлайн и будут опубликованы в журнале Small.

В ходе работы учёные создали и протестировали процесс загрузки атомов астата внутрь коротких сегментов углеродных нанотрубок. Поскольку астат — самый редкий природный элемент на Земле (в земной коре его, по оценкам, меньше чайной ложки), исследования проводились с астатом, созданным в циклотроне UW.

Астат, подобно радию и урану, испускает альфа-частицы при радиоактивном распаде. Альфа-частицы, содержащие два протона и два нейтрона, являются самыми массивными частицами, испускаемыми в виде излучения. Они примерно в 4000 раз массивнее электронов, испускаемых при бета-распаде, который чаще всего используется для лечения рака.

Ключевые отличия альфа-частиц:

• Масса и разрушительный эффект: Большая масса увеличивает ущерб, наносимый раковым клеткам.
• Проникающая способность: Альфа-частицы движутся медленнее бета-частиц и обладают крайне низкой проникающей способностью (их может остановить лист папиросной бумаги).

Уникальное сочетание низкой проникающей способности и большой массы делает альфа-частицы идеальными для точечного воздействия на рак на уровне отдельных клеток. Основная сложность — разработка способов их быстрой и прямой доставки к месту опухоли.

В предыдущих работах команда Уилсона разработала методы прикрепления антител к углеродным нанотрубкам. В будущих исследованиях планируется испытать подход целевой доставки к отдельным раковым клеткам, присоединяя к нанотрубкам, начинённым астатом, антитела, специфичные к раковым клеткам.

Одним из осложняющих факторов для любой терапии на основе астата является его короткий период полураспада — 7,5 часов. Любое лечение должно быть проведено своевременно, до того как частицы потеряют свою эффективность.

Источник: Rice University