Наночастицы-"безбилетники" атакуют раковые клетки: золотые нанозвёзды впервые доставили препарат прямо в ядро

Учёные из Северо-Западного университета впервые разработали специализированную наночастицу, способную доставить препарат прямо в ядро раковой клетки — ключевое условие для эффективного лечения. Также впервые удалось напрямую визуализировать на наноуровне взаимодействие наночастиц с ядром.

"Наши нанозвёзды с препаратом — это крошечные безбилетники. Их привлекает белок на поверхности раковой клетки, который удобно доставляет их к ядру клетки", — говорит руководитель исследования Тери Одом.

Как это работает:

• Частица: Наночастица сделана из золота в форме звезды с 5–10 лучами (ширина ~25 нм). Большая площадь поверхности позволяет загрузить высокую концентрацию препарата.
• Препарат: Используется аптамер ДНК AS1411. Около 1000 таких цепочек прикреплено к поверхности каждой нанозвезды.
• Механизм доставки: Аптамер связывается с нуклеолином — белком, который в избытке вырабатывается на поверхности раковых клеток. Нуклеолин действует как "челнок", доставляя нанозвезды к ядру.
• Высвобождение препарата: Короткие импульсы света (как в LASIK-хирургии) разрывают связь между золотой поверхностью и молекулами ДНК, высвобождая препарат у "порога" ядра.

Результаты и перспективы:

Исследование с помощью электронной микроскопии показало, что после высвобождения препарата форма ядра клетки меняется с гладкого эллипсоида на неровную с глубокими складками. Эти изменения коррелировали с гибелью клеток.

После первоначального исследования на клетках рака шейки матки и яичников аналогичный эффект был подтверждён на 12 других линиях раковых клеток человека. Это говорит о том, что использование нуклеолина для доставки может быть общей стратегией.

Метод не требует проникновения наночастицы через ядерную мембрану, что даёт гибкость в дизайне размера. Также используется биосовместимый синтез.

В перспективе метод может быть полезен для лечения опухолей близко к поверхности кожи (рак кожи, некоторые виды рака груди) или для уничтожения остаточных раковых клеток после хирургического удаления опухоли.

Исследование опубликовано в журнале ACS Nano.