Наночастицы в агрегатах для уничтожения раковых клеток

Международная команда с участием исследователя из UPM показала, что можно механически разрушать раковые клетки, вращая магнитные наночастицы, присоединенные к ним, в вытянутых агрегатах.

Исследование под руководством профессора Юй Чэна из Университета Тунцзи (Шанхай, Китай) с участием Мадридского политехнического университета (UPM) и других институтов in vitro продемонстрировало возможность с очень высокой эффективностью индуцировать гибель раковых клеток благодаря силе, создаваемой движением агрегатов магнитных наночастиц. Новая работа, опубликованная в Theranostics, сочетает преимущества нанометрового размера отдельных частиц и большего размера агрегатов для создания большей силы, необходимой для уничтожения клеток.

Ученые исследуют терапевтические применения магнитных наночастиц из-за их особых свойств, особенно для систем доставки лекарств и гипертермии опухолей. В данном исследовании частицы повышают температуру в магнитном поле до значений, способных вызвать гибель раковых клеток.

Целью этой работы было создание сил, достаточно высоких для механического разрушения раковых клеток.

Техника функционализации позволяет модифицировать поверхность наночастиц, покрывая их специфическими молекулами для присоединения к определенным типам клеток. Для лечения рака частицы покрывают молекулами, которые специфично связываются с белками, экспрессируемыми преимущественно в раковых, а не в здоровых клетках.

В этом исследовании данный метод был использован для обработки раковых клеток in vitro. Было доказано, что клетки интернализуют функционализированные наночастицы, в основном в лизосомы — небольшие клеточные органеллы. Приложение относительно слабого внешнего магнитного поля приводит к формированию вытянутых агрегатов наночастиц.

Наконец, под действием вращающегося магнитного поля низкой частоты исследователи добились движения агрегатов наночастиц, которое создает силы, достаточные для разрыва мембраны лизосом и клеточной мембраны, вызывая гибель раковых клеток с очень высокой эффективностью.

Предыдущие работы использовали отдельные наночастицы или частицы микрометрового размера (в тысячу раз больше наночастиц) для механического повреждения раковых клеток. По словам исследователя Густаво Пласа, новое исследование сочетает свойства нанометрового масштаба для достижения раковых клеток и больший размер агрегатов для создания более высоких сил.