01.10.2013 00:01:00
Взорвать опухоль изнутри
Игорь Лалаянц Екатерина Лукьянова-Хлеб и Дмитрий Лапотко из университета имени Райса в статье, опубликованной журналом Американского химического общества Nano, описали золотые наночастицы диаметром не более 60 нанометров (нм). Известно, что электроны поверхностных атомов этого благородного металла легко начинают «гнать» плазмонную волну. Плазмонами называется совокупность электронов, квантовое поведение которых близко к электронной плазме.
Еще в начале февраля 2010 года Лапотко опубликовал статью, в которой рассказывалось о том, что наночастицы могут убивать раковые клетки в культуре. Через два года он же описал в журнале PLoS One наночастицы, способные – как фотосистемы зеленых листьев – фокусировать свет. Это были этапы на пути разработки плазмонных наночастиц золота, которые можно нагревать с помощью коротких импульсов лазерного луча. Нагревание золота ведет к испарению тончайшего слоя прилегающей к наночастице внутриклеточной жидкости. Такое «вскипание» приводит к резкому расширению с образованием пузырька пара, который убивает клетку, взрываемую изнутри.
Все это в какой-то мере было ожидаемо, поскольку в середине сентября из Национального университета Сингапура пришло сообщение об использовании наночастиц для атаки на глубоко залегающие опухоли. В статье ученых, опубликованной в Nature Medicine, говорилось, что они вместо привычного ультрафиолетового лазера использовали свет, который близок к инфракрасному (NIR – Near Infrared). NIR безопасен для клеток и к тому же проникает в ткани значительно глубже. Для улавливания инфракрасного света частицы, которые могут содержать лекарства, покрывают пористым силиконом.
В результате фотодинамической терапии можно не только вводить лекарства непосредственно в раковые клетки, но и осуществлять «конверсию» раковых генов. Поверхность наночастиц можно также «нагружать» раковыми биомаркерами и тем самым делать опухолевые клетки видимыми. Сотрудники университета штата Теннеси в г. Ноксвил пошли чуточку дальше. У почвенного грибка Arthrobotrys oligospora, питающегося круглыми червячками нематодами, ученые нашли наночастицы, которые решили использовать в биоинжиниринге.
Грибок выделяет наночастицы одинаковой формы и размера. Грибковые частицы интересны своей биосовместимостью с тканями организма (поэтому-то паразитические грибки легко поселяются на коже, волосах и ногтях). С физико-химической точки зрения природные частицы интересны также и тем, что имеют большую поверхность (в пересчете на их объем). Частицы, открытые в Ноксвиле, способны стимулировать иммунный ответ, что очень важно в борьбе организма с опухолью, но могут убивать раковые клетки в культуре и сами.
Но вернемся к нашим ученым, работающим в Хьюстоне.
Интерес коллег к их достижению связан с тем, что в Техасе впервые догадались использовать как «цельные», так и наночастицы с полостью внутри. Оказалось, что полые наночастицы нагреваются под действием лазера значительно сильнее, поэтому клетка гибнет в момент парового «взрыва» нанопузырька. Цельные частицы, имеющие большую массу, нагреваются за тот же промежуток времени значительно меньше. Но этого оказывается достаточно для «прожигания» дырки-поры в клеточной оболочке-мембране, через которую в цитоплазму может устремляться «химия». По крайней мере ученые показали, что через дырки в оболочке начинает активно поступать флюоресцентная краска, в результате чего клетка зеленеет…
Комментарии для элемента не найдены.
Дарья Гармоненко