Умные противораковые нановолокна: Совместная работа двух методов лечения

Японские исследователи сообщают, что включение магнитных наночастиц и противоракового препарата в сшитые полимерные нановолокна представляет собой двойной метод борьбы с раком с уменьшенными побочными эффектами.

Стимул-чувствительные или «умные» полимерные нановолокна привлекают всё больше внимания. Наноструктуры обеспечивают высокую чувствительность к стимулам, при этом ими можно легко манипулировать как макроскопическими материалами. Исследователи из Университета Цукубы и Национального института материаловедения в Японии продемонстрировали, как их можно использовать для размещения магнитных наночастиц с целью применения гипертермического эффекта для лечения рака, избегая обычных побочных эффектов. Включение доксорубицина в нановолокна также позволяет контролируемое высвобождение противоракового препарата в качестве дополнительного механизма уничтожения раковых клеток.

Магнитные наночастицы могут убивать раковые клетки за счёт тепла, генерируемого при индукции под действием переменного магнитного поля. Было также показано, что такие гипертермические методы лечения повышают эффективность противораковых препаратов. Однако наночастицы также могут приводить к нарушению функции митохондрий, воспалению и повреждению ДНК. Включение наночастиц в нановолокна может решить эту проблему.

Янг-Джин Ким, Мицухиро Эбара и Такао Аояги получили волокна методом электроспиннинга из раствора полимера поли(NIPAAm-co-HMAAm), смешанного с раствором магнитных наночастиц и доксорубицина. Нагрев, вызванный наночастицами при включении переменного магнитного поля, приводил к гипертермическим эффектам, а также к обратимой десорбции и деформации волокон, что высвобождало молекулы препарата. Исследования in vitro и на клеточных линиях продемонстрировали эффективное уничтожение раковых клеток, которое было значительно слабее при использовании только гипертермии в отсутствие доксорубицина.

«Нановолокно с доксорубицином и магнитными наночастицами индуцировало апоптоз раковых клеток благодаря синергетическому эффекту химиотерапии и гипертермии», — говорят авторы. Работа демонстрирует потенциал умных нановолокон в качестве управляемого материала, сочетающего гипертермию и высвобождение препарата, которые можно контролировать простым включением или выключением переменного магнитного поля.