К более безопасной и эффективной лучевой терапии рака с помощью рентгеновских лучей и наночастиц

Элемент гадолиний, доставленный в раковые клетки, высвобождает убийственные электроны при попадании специально настроенных рентгеновских лучей. Этот подход, описанный в журнале Scientific Reports, может открыть путь к новой лучевой терапии рака.

Суть метода

• Исследователи использовали специально разработанные кремниевые наночастицы, загруженные элементом гадолинием.
• Раковые клетки в 3D-культуре опухоли эффективно поглощали эти частицы в течение одного дня инкубации. Частицы локализовались рядом с ядрами клеток, где находится их критически важный механизм.
• На синхротроне SPring-8 в Хариме (Япония) ученые направили монохроматические рентгеновские лучи на образцы опухоли с наночастицами гадолиния.

Результаты

• Рентгеновские лучи, настроенные на энергию 50.25 килоэлектронвольт (кэВ) и воздействовавшие на образцы в течение 60 минут, полностью уничтожили раковые клетки через два дня после облучения.
• Настройка лучей на энергию чуть ниже 50.25 кэВ такого эффекта не дала.
• Лучи не оказали никакого воздействия на клетки, не содержащие наночастиц с гадолинием.

Механизм действия

Рентгеновские лучи специально настроены так, чтобы их энергия поглощалась гадолинием. При попадании в него гадолиний высвобождает низкоэнергетические электроны внутрь раковой клетки, повреждая ее жизненно важные компоненты, включая ДНК, и убивая ее.

Перспективы

По словам авторов, этот метод решает одну из основных проблем современных методов лучевой терапии, где лишь небольшая часть рентгеновских лучей фактически достигает опухоли. Он открывает возможность для разработки нового типа лучевой терапии с повышенной эффективностью и меньшими побочными эффектами.