Новый биомаркер обнаруживает опухолевые клетки и доставляет противораковые препараты

Ученые из Наньянского технологического университета (NTU) создали уникальный биомаркер с двумя функциями.

Во-первых, он светится при обнаружении опухолевых клеток, что позволяет лучше их визуализировать. Во-вторых, он может одновременно высвобождать противораковые препараты непосредственно в целевые клетки.

Этот новый биомаркер, обладающий огромным потенциалом для разработки лекарств, создан из нанофосфорной частицы, которая в 10 000 раз меньше песчинки.

Профессора NTU Чжан Цичунь и Иоахим Лу нашли способ заставить наночастицу светиться при активации ближним инфракрасным излучением от устройства визуализации, но только если опухолевые клетки выделяют специфические сигнальные молекулы.

Использование ближнего инфракрасного света, невидимого для человеческого глаза, уникально, так как большинство методов визуализации используют ультрафиолетовый или видимый свет.

"Ближний инфракрасный свет может проникать на 3–4 см вглубь ткани, что значительно глубже, чем видимый свет. Он также не причиняет вреда здоровым клеткам, в отличие от ультрафиолетового или видимого света", — пояснил профессор Чжан.

"Видимый свет также вызывает фотообесцвечивание флуоресцентного красителя, что сокращает время для визуализации образца ткани. Наш новый биомаркер эффективно устраняет эти ключевые ограничения, присущие существующим биологическим маркерам".

Это открытие привело к публикации двух статей в журнале Small, одном из ведущих мировых научных журналов в области материаловедения и нанотехнологий.

Новый биомаркер также может высвобождать противораковые препараты благодаря слою покрытия, содержащему лекарства, на поверхности наночастицы. Препараты высвобождаются, когда биомаркер светится в ответ на ближний инфракрасный свет.

"Впервые нам удалось совместить биовизуализацию и потенциально целевую доставку лекарств одновременно, что доказано в тестах на мелких животных", — сказал профессор Лу. "Наш прорыв откроет новые возможности в различных областях наномедицины, биовизуализации и терапии рака".

Новый биомаркер имеет и другие преимущества:

• Контрастность в два раза выше, чем у обычных красителей.
• Способен излучать до трех различных цветов света, что позволяет лучше отличать здоровые клетки от опухолевых.
• В отличие от других новых биомаркеров, таких как квантовые точки, он нетоксичен и выводится из организма без вреда примерно через два дня.

В дальнейшем команда из Школы материаловедения и инженерии NTU планирует загружать в биомаркер несколько слоев различных препаратов. В случае успеха врачи смогут последовательно высвобождать два или более лекарств. Это принесет пользу пациентам, так как малые дозы вызовут меньше побочных эффектов, а высокая точность доставки к опухолевым клеткам повысит эффективность.

Трехлетний проект финансировался совместно NTU, Министерством образования и Национальным исследовательским фондом Сингапура. Открытие вносит важный вклад в исследования университета в области медицины будущего.