Биосовместимые наночастицы золота ускорят индивидуальную диагностику и лечение рака

Международная группа исследователей из НИТУ «МИСиС» и Университета Клемсона (Клемсон, США) предложила новый метод получения наночастиц золота на основе синтеза под действием ультрафиолетового излучения. Метод исключает использование агрессивных химических агентов, а полученные наночастицы безопасны для организма и могут применяться для диагностики и лечения онкологических заболеваний. Результаты опубликованы в международном научном журнале Biomaterials Science.

Наночастицы золота представляют большой интерес для биомедицины, так как сочетают свойства, необходимые для биоимиджинга — детальной диагностики опухоли и последующей терапии. Они используются как агенты для компьютерной томографии и для фотогермической терапии (нагреваются под внешним полем и разрушают раковые клетки).

Существующие методы получения наночастиц золота обычно требуют применения агрессивных химических агентов, что осложняет их использование в биомедицине, или включают несколько стадий синтеза, что удорожает производство.

Новый «экологичный» метод предполагает смешивание золотой соли HAuCl₄ с сополимером из полимолочной кислоты-полиэтиленгликоля в присутствии поливинилового спирта и фотоинициатора Irgacure. Все компоненты высокобиосовместимы и активно используются в биомедицине.

Процесс синтеза:

1. Смесь обрабатывается ультразвуком, образуя двойную эмульсию «вода-масло-вода».
2. Эмульсия облучается ультрафиолетом, в результате чего в растворе формируются наночастицы золота.
3. Частицы окружаются полимером, что придает им биосовместимость и стабильность в водных растворах.
4. Эмульсия меняет цвет с беловато-прозрачного на красный — индикатор успешной фотополимеризации.

Размер полученных частиц составил около 100 нанометров, что подходит для биомедицинского применения. Частицы не показали токсичности для клеток.

Ключевые результаты и перспективы:

• Наночастицы золота накапливаются в цитоплазме клеток, как опухолевых (глиома), так и иммунных (макрофаги).
• Это открывает возможность для индивидуальной диагностики и терапии опухолей.
• В будущем планируется модифицировать поверхность наночастиц специальными молекулами для таргетного поиска опухоли в организме.
• Предлагается альтернативный вариант использования метода — в качестве «биоконструктора». Эмульсии можно ввести в клетку или организм до стадии фотополимеризации и синтезировать наночастицы золота непосредственно в исследуемой ткани. Свойства частиц позволят анализировать особенности живой среды, что может стать важным инструментом для изучения биологии клетки.

В настоящее время группа продолжает серию лабораторных экспериментов в рамках доклинической фазы исследований.