Учёные создали «отслеживающие» наноагенты для подсветки мельчайших поражённых тканей

Исследовательская группа под руководством Наньянского технологического университета (Сингапур) создала полимерные наноагенты, способные «подсветить» крошечные участки поражённых тканей, которые не обнаруживаются обычными методами.

Эти наноагенты, известные как «полупроводниковые полимерные наночастицы» (SPNs), могут накапливать световую энергию от источников, таких как солнечный свет, ближнее инфракрасное излучение или даже свет от мобильных телефонов, а затем излучать длительное «послесвечение».

Команда из Сингапура разработала высокочувствительные SPNs для поиска и связывания с поражёнными тканями в организме, например, раковыми клетками. Агенты отправляют ближние инфракрасные сигналы, которые могут быть приняты и интерпретированы стандартным оборудованием для визуализации.

Учёные и врачи получили больше времени на анализ результатов, поскольку наноагенты продолжают самосвечение, а их интенсивность света уменьшается вдвое только через шесть минут. При хранении при -20 °C образец сохраняет результаты в течение месяца.

При тестировании на мышах метод показал результаты в 20–120 раз более чувствительные, чем современные методы оптической визуализации, и в 10 раз быстрее выявлял поражённые ткани.

В отличие от обычных оптических агентов послесвечения, которые менее яркие и содержат токсичные для биологических клеток ионы редкоземельных тяжёлых металлов, новые наноагенты являются органическими, биоразлагаемыми и содержат биологически безопасные нетоксичные компоненты.

Исследование было опубликовано в научном журнале Nature Biotechnology 16 октября. Оно может привести к будущему применению в хирургии с визуальным контролем и в мониторинге эффектов лекарств, проходящих регуляторное одобрение.

Роль в разработке лекарств

Технология также может использоваться для оценки поведения и терапевтических результатов лекарств в организме, например, вызывают ли они повреждение печени как побочный эффект. Лекарственное поражение печени — одна из самых частых причин, по которой FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) отказывает в одобрении препаратов.

Существующие методы отслеживают такую активность только на уровне тканей, тогда как новая технология работает на молекулярном уровне, отслеживая повышение или понижение уровня биомаркеров, чтобы определить, как работают лекарства, ещё до завершения их терапевтического действия. Это обеспечивает гораздо большую прогностическую силу для разработки лекарств.

Исследование заняло два года, и на технологию подаётся патент. Команда намерена провести дальнейшие испытания на более крупных животных моделях.