Новая нанотехнология «свечения» направляет хирургию рака и уничтожает оставшиеся злокачественные клетки

Исследователи из Университета штата Орегон разработали новый способ селективного введения соединений в раковые клетки. Система поможет хирургам идентифицировать злокачественные ткани, а затем, в сочетании с фототерапией, уничтожить любые оставшиеся раковые клетки после удаления опухоли.

Концепция проста: «Если светится — вырезай». А если останется несколько злокачественных клеток, они скоро погибнут.

Результаты, опубликованные в журнале Nanoscale, показали замечательный успех на лабораторных животных. Концепция должна позволить более точное хирургическое удаление солидных опухолей и одновременно уничтожить оставшиеся раковые клетки. В лабораторных тестах это полностью предотвратило рецидив рака после фототерапии.

Эта технология может иметь многообещающее будущее в идентификации и хирургическом удалении злокачественных опухолей, а также в использовании терапий ближним инфракрасным светом, которые могут убивать оставшиеся раковые клетки — как за счёт их мягкого нагрева, так и за счёт генерации активных форм кислорода.

Работа основана на использовании известного соединения нафталоцианина, которое обладает необычными свойствами при воздействии ближнего инфракрасного света. Оно может:

• Заставить клетку светиться как ориентир для хирургов.
• Нагреть клетку, чтобы убить её.
• Произвести активные формы кислорода, которые также её убьют.

Действие соединения можно контролировать и оптимизировать, регулируя интенсивность света, чтобы уничтожить только опухоль и раковые клетки. Исследование проводилось на клетках рака яичников.

Однако нафталоцианин нерастворим в воде и имеет тенденцию к агрегации в организме, теряя способность заставлять клетки светиться и генерировать активные формы кислорода. Это также мешает ему пройти через кровеносную систему и накопиться исключительно в раковых клетках.

Специалисты OSU преодолели эти проблемы с помощью специального водорастворимого полимера — дендримера. Он позволяет нафталоцианину «спрятаться» внутри молекулы, которая будет прикрепляться именно к раковым клеткам, а не к здоровым тканям. Крошечная наночастица-дендример использует определённые физические характеристики кровеносных сосудов, ведущих к раковым клеткам, которых нет у здоровых. Она легко проникает в опухоль, но в значительной степени щадит здоровую ткань.

Оказавшись на месте и под воздействием нужного света, раковые клетки начинают светиться, создавая биологическую карту для хирурга. Одновременно несколько минут такого светового воздействия активируют нафталоцианин для уничтожения любых оставшихся клеток.

Этот двойной удар — хирургия и нетоксичная комбинированная фототерапия — весьма перспективен. Он сильно отличается от существующих химио- и радиотерапий.

Перед испытаниями на людях исследователи OSU надеются усовершенствовать процесс, а затем протестировать его на живых собаках со злокачественными опухолями. Техника уже показала успех на лабораторных мышах. Примечательно, что даже когда фототерапия разрушала их злокачественные опухоли, у мышей не было видимых побочных эффектов и они не теряли вес.

Другие исследователи также тестируют системы с аналогичной технологией, но некоторые из них требуют нескольких визуализирующих и терапевтических агентов, повторного облучения и двух лазеров. Это увеличивает стоимость, может снизить эффективность и повысить риск побочных эффектов.