Гибридные наночастицы открывают новые возможности для таргетинга раковых клеток
Ученые из Индийского института науки (IISc) разработали новый подход для потенциального обнаружения и уничтожения раковых клеток, особенно тех, что образуют солидные опухоли. Они создали гибридные наночастицы из золота и сульфида меди, которые могут убивать раковые клетки с помощью тепла и обеспечивать их обнаружение с помощью звуковых волн. Исследование опубликовано в ACS Applied Nano Materials.
Медно-сульфидные наночастицы ранее привлекали внимание для применения в диагностике рака, а золотые наночастицы, которые можно химически модифицировать для нацеливания на раковые клетки, показали противораковый эффект. Команда IISc решила объединить их в гибридные наночастицы.
«Эти частицы обладают фототермическими свойствами, вызывают окислительный стресс и имеют фотоакустические свойства», — говорит Джая Пракаш, доцент кафедры инструментальной и прикладной физики (IAP) IISc и один из авторов-корреспондентов статьи.
При освещении эти гибридные наночастицы поглощают свет и генерируют тепло, способное убивать раковые клетки. Они также производят синглетный кислород, токсичный для клеток. «Мы хотим, чтобы оба этих механизма убивали раковую клетку», — объясняет Джая Пракаш.
Нанокомпозиты также могут помочь в диагностике. Существующие методы, такие как КТ и МРТ, требуют для расшифровки изображений обученных специалистов. Фотоакустическое свойство наночастиц позволяет им поглощать свет и генерировать ультразвуковые волны, которые можно использовать для обнаружения раковых клеток с высоким контрастом.
Ультразвуковые волны, генерируемые частицами, обеспечивают более точное разрешение изображения, поскольку звуковые волны рассеиваются в тканях меньше, чем свет. Сканы, созданные на основе этих волн, также могут обеспечить лучшую четкость и использоваться для измерения насыщения опухоли кислородом.
«Вы можете интегрировать это с существующими системами обнаружения или лечения», — говорит Ашок М. Райчур, профессор кафедры материаловедения. Например, наночастицы можно активировать для выработки тепла, направив на них свет через эндоскоп, обычно используемый для скрининга рака.
Ранее разработанные наночастицы имели ограниченное применение из-за большого размера. Команда IISc использовала новый метод восстановления для осаждения крошечных «зародышей» золота на поверхность сульфида меди. Полученные гибридные наночастицы размером менее 8 нм потенциально могут легко проникать в ткани и достигать опухолей.
Исследователи полагают, что малый размер наночастиц также позволит им естественным образом выводиться из организма, не накапливаясь, хотя для подтверждения их безопасности необходимо провести обширные исследования.
В текущем исследовании ученые протестировали свои наночастицы на клеточных линиях рака легких и рака шейки матки в лаборатории. Теперь они планируют двигаться дальше к клиническим испытаниям.