Золотые нанотрубки могут помочь в борьбе с раком, вызванным асбестом
Золотые нанотрубки — полые цилиндры толщиной в тысячу раз меньше человеческого волоса — могут быть использованы для лечения мезотелиомы, типа рака, вызванного воздействием асбеста. К такому выводу пришла команда исследователей из Кембриджского и Лидского университетов.
В исследовании, опубликованном в журнале Small, учёные показали, что, попав внутрь раковых клеток, нанотрубки поглощают свет, нагреваются и тем самым убивают клетки.
Ежегодно в Великобритании диагностируется более 2600 случаев мезотелиомы. Хотя использование асбеста в стране сейчас запрещено, там сохраняется самый высокий в мире уровень этого заболевания из-за масштабного импорта асбеста в послевоенные годы. Глобальное использование асбеста остаётся высоким, особенно в странах с низким и средним уровнем дохода, что означает, что мезотелиома станет общемировой проблемой.
«Мезотелиома — один из „трудноизлечимых“ видов рака, и лучшее, что мы можем предложить пациентам с помощью существующих методов лечения, — это несколько дополнительных месяцев жизни», — сказал доктор Арсалан Азад из Кембриджского института медицинских исследований. — «Существует важная неудовлетворённая потребность в новых, эффективных методах лечения».
В 2018 году Кембриджский университет получил от Совета по инженерным и физическим наукам (EPSRC) 10 миллионов фунтов стерлингов на разработку инженерных решений, включая нанотехнологии, для борьбы с трудноизлечимыми формами рака.
В совместной работе учёные создали золотые нанотрубки, физические свойства которых можно «настраивать»: команда может контролировать толщину стенок, микроструктуру, состав и способность поглощать свет определённых длин волн.
Исследователи добавили нанотрубки к культивируемым в лаборатории клеткам мезотелиомы и обнаружили, что клетки поглощают их, и они располагаются рядом с ядром, где находится ДНК. Когда команда направила на клетки лазерный луч, нанотрубки поглотили свет, нагрелись и убили клетку мезотелиомы.
«Клетки мезотелиомы „поедают“ нанотрубки, становясь уязвимыми, когда мы освещаем их светом. Лазерный свет способен глубоко проникать в ткань, не повреждая окружающие ткани. Затем он поглощается нанотрубками, которые нагреваются и, как мы надеемся в будущем, могут быть использованы для локального уничтожения раковых клеток», — добавил профессор Стефан Марчиняк.
Команда продолжит разработку, чтобы обеспечить более точное нацеливание нанотрубок на раковые клетки с минимальным воздействием на здоровые ткани.
Нанотрубки создаются в два этапа:
- Сначала создаются твёрдые серебряные наностержни нужного диаметра.
- Затем золото осаждается из раствора на поверхность серебра. По мере накопления золота на поверхности серебро растворяется изнутри, образуя полую нанотрубку.
Подход, разработанный командой из Лидса, позволяет создавать эти нанотрубки при комнатной температуре, что должно сделать их масштабное производство более осуществимым.
«Возможность контролировать размер и форму нанотрубок позволяет нам настроить их для поглощения света в тех областях спектра, где ткань прозрачна, и использовать их как для визуализации, так и для лечения рака. Следующим этапом будет загрузка этих нанотрубок лекарствами для усиления терапии», — сказал профессор Стивен Эванс из Школы физики и астрономии Лидского университета.