Наночастицы как целевые маячки для уничтожения опухолей
Исследователи из Медицинского центра Университета Уэйк Форест разрабатывают метод лечения рака, использующий лазеры для "подсветки" крошечных наночастиц и уничтожения опухолей выделяемым теплом.
На 52-й ежегодной встрече Американской ассоциации физиков в медицине (AAPM) в Филадельфии они представят последнюю разработку в этой области: многостенные углеродные нанотрубки (MWCNT), содержащие железо. Эти полые углеродные нити в 10 тысяч раз тоньше человеческого волоса.
В лабораторных экспериментах команда показала, что с помощью МРТ-сканера можно:
- Визуализировать эти частицы в живой ткани.
- Наблюдать за их приближением к опухоли.
- Направленно воздействовать на них лазером и уничтожать опухоль в процессе.
Технология основана на экспериментальном методе лазер-индуцированной термической терапии (LITT), которая использует энергию лазеров для нагрева и разрушения опухолей. Принцип работы: определенные наночастицы, такие как MWCNT, поглощают энергию лазера и преобразуют ее в тепло. Если воздействовать лазером на наночастицы внутри опухоли, выделяемое тепло убьет раковые клетки.
Ключевая проблема LITT: хотя опухоль хорошо видна на медицинских снимках, сами наночастицы — нет. Их невозможно отследить после инъекции. Это создает риск для пациента, если активация лазером произойдет вне опухоли, что может разрушить здоровые ткани.
Команда из Уэйк Форест впервые продемонстрировала возможность сделать частицы видимыми для МРТ, позволяя одновременно проводить визуализацию и нагрев. Добавление железа в MWCNT делает их видимыми в МРТ-сканере. На тканях с опухолями мышей было показано, что такие частицы способны уничтожать опухоли при воздействии лазера.
"Найти точное местоположение наночастицы в теле человека очень важно для лечения. Невероятно волнующе наблюдать, как опухоль, помеченная нанотрубками, начинает уменьшаться после лечения", — говорит Сюаньфэн Дин, представляющий работу.
Исследование является частью междисциплинарного проекта под руководством профессора биохимии Сьюзи Торти и директора Центра нанотехнологий Дэвида Кэрролла, с участием отделений физики, радиационной онкологии, биологии рака и биохимии.
Предыдущее исследование этой же группы показало, что LITT с использованием родственных наночастиц увеличивала долгосрочную выживаемость мышей с опухолями. Следующий шаг — проверить, способны ли наночастицы, содержащие железо, дать аналогичный результат.
Если работа окажется успешной, в будущем эта технология может помочь онкологическим пациентам, однако ей предстоит доказать свою безопасность и эффективность в клинических испытаниях.