Инновационная световая терапия достигает глубоких опухолей

Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработали метод, позволяющий применять световую терапию к глубоким тканям, ранее недоступным для такого лечения.

Проблема традиционной фототерапии

Фототерапия эффективна только там, куда легко проникает свет, что ограничивает её применение раком кожи и областями, доступными для эндоскопа. Метод требует присутствия кислорода и страдает от малой глубины проникновения света в ткани.

Новый подход: внутренний источник света

Учёные использовали черенковское излучение — свечение, возникающее при движении заряженных частиц со скоростью, превышающей скорость света в среде. Это излучение естественным образом производится радиоактивным агентом фтордезоксиглюкоза (FDG), широко применяемым в ПЭТ-сканировании для диагностики рака. Опухоли активно поглощают FDG для роста.

Фотосенсибилизирующий агент

В качестве активируемого светом материала использовали наночастицы диоксида титана (TiO₂), которые под действием света генерируют свободные радикалы без участия кислорода. На поверхность наночастиц добавили препарат титаноцен, одобренный для исследовательского применения у людей. Для нацеливания на опухоль частицы покрыли белком трансферрином, который связывается с железом, необходимым для роста многих опухолей.

Механизм действия

1. Пациенту вводят FDG, которая накапливается в опухоли.
2. В кровоток вводят нацеленные на опухоль наночастицы TiO₂ с титаноценом.
3. Радиоактивный распад FDG в опухоли производит черенковское излучение.
4. Это излучение активирует наночастицы и титаноцен, заставляя их генерировать свободные радикалы непосредственно в опухоли, что приводит к гибели раковых клеток.

Результаты на мышиной модели

Исследование на мышах с опухолями лёгкого и фибросаркомой показало:

• FDG + наночастицы с титаноценом: Наиболее значимый эффект. Через 15 дней после лечения опухоли были в 8 раз меньше, чем у нелеченых мышей. Средняя выживаемость составила 50 дней (против 15 дней в контрольной группе).
• FDG + только наночастицы или FDG + только титаноцен: Выживаемость около 30 дней.
• Побочные эффекты должны быть минимальны, так как оба компонента (свет и фотосенсибилизатор) нацелены на опухоль, а материал нетоксичен без активации светом.

Перспективы

Используемые компоненты (FDG и титаноцен) уже одобрены или исследованы для применения у людей. Это упрощает переход к клиническим испытаниям. Исследователи планируют начать небольшие клинические испытания на людях, комбинируя FDG с титаноценом.

Исследование опубликовано 9 марта в журнале Nature Nanotechnology.