Магнитные углеродные наночастицы для терапии рака

Исследователи из Техасского университета в Арлингтоне разработали метод, использующий магнитные углеродные наночастицы для прицельного уничтожения раковых клеток с помощью лазерной терапии. По мнению учёных, этот подход может быть эффективен против рака кожи и других видов рака, не повреждая окружающие здоровые клетки.

Работа опубликована в январском выпуске Journal of Biomedical Optics в статье "Magnetic-field-assisted photothermal therapy of cancer cells using Fe-doped carbon nanoparticles". Авторы: профессор физики Али Р. Коймен, доцент физики Самарендра Моханты, а также постдоки Лин Гу и Виджаялакшми Вардараджан.

Принцип метода:

  1. Нацеливание: Благодаря магнитным свойствам наночастиц (легированных железом, Fe) на них можно сфокусировать с помощью внешнего магнитного поля непосредственно на раковых клетках.
  2. Уничтожение: Затем используется маломощный лазер (ближнего инфракрасного диапазона), который нагревает наночастицы и разрушает клетки под ними.
  3. Безопасность: Поскольку лазер воздействует только на углеродные наночастицы, здоровые ткани остаются невредимыми, а метод является нетоксичным.

Свойства и преимущества наночастиц:

  • Размер: Частицы, использованные в исследовании, варьируются от 5 до 10 нанометров в ширину (для сравнения, человеческий волос — около 100 000 нм).
  • Производство: Способ создания наночастиц (с помощью электрического плазменного разряда в растворе бензола, C6H6) был описан в Journal of Nanoscience and Nanotechnology в декабре.
  • Функционализация: Частицы можно покрывать для лучшего прикрепления к раковым клеткам после позиционирования магнитным полем.
  • Контроль: Магнитное поле позволяет удерживать частицы в целевой области до завершения лазерного облучения.
  • Безопасность: Кристаллическая структура и малый размер делают их менее токсичными для клеток, чем углеродные нанотрубки.
  • Мультимодальность: Частицы также являются флуоресцентными, что позволяет использовать их для контрастного усиления как оптической визуализации опухолей, так и МРТ.

Дополнительное применение:

Лабораторные тесты показали, что с помощью углеродных наночастиц и непрерывного (cw) лазера ближнего инфракрасного диапазона можно создавать отверстия в клеточной мембране, не убивая саму клетку. Это открывает возможность для точечной доставки лекарств и генов в клетку с помощью низкомощного лазерного излучения.