Щадящее лечение рака с помощью наночастиц работает

Метод лечения рака, основанный на лазерном облучении крошечных наночастиц, вводимых непосредственно в опухоль, эффективен и может разрушать рак изнутри. Исследователи из Института Нильса Бора и факультета наук о здоровье Копенгагенского университета разработали метод уничтожения раковых клеток с помощью наночастиц и лазеров. Лечение было протестировано на мышах, и было показано, что раковые опухоли значительно повреждаются. Результаты опубликованы в научном журнале Scientific Reports.

Традиционные методы лечения рака, такие как лучевая терапия и химиотерапия, имеют серьёзные побочные эффекты, поскольку воздействуют не только на опухоли, но и на здоровые ткани. Междисциплинарный проект между физиками Института Нильса Бора и врачами-биологами Института Панума и госпиталя Ригсхоспиталет разработал новое лечение, которое воздействует только локально на опухоли и поэтому гораздо более щадящее для организма. Проект называется Laser Activated Nanoparticles for Tumor Elimination (LANTERN). Руководитель проекта — профессор Лене Оддершеде, биофизик и глава исследовательской группы Optical Tweezers в Институте Нильса Бора, в сотрудничестве с профессором Андреасом Кьером, главой кластера молекулярной визуализации Института Панума.

После экспериментов с биологическими мембранами исследователи протестировали метод на живых мышах. В экспериментах мышам пересаживали опухоли из лабораторно культивированных человеческих раковых клеток.

Принцип действия

Лечение включает инъекцию крошечных наночастиц прямо в опухоль. Затем частицы нагреваются снаружи с помощью лазеров. Сильное взаимодействие между наночастицами и лазерным светом вызывает их нагрев. Нагретые частицы повреждают или убивают раковые клетки.

Дизайн и эффективность

Наночастицы имеют размер от 80 до 150 нанометров в диаметре. Тестируемые частицы состояли либо из цельного золота, либо из структуры типа "оболочка" (стеклянное ядро с тонкой золотой оболочкой). Эксперименты показали, какие частицы наиболее эффективны для уменьшения опухолей.

Эффективность зависит от правильной комбинации:

• Структуры и материала частиц
• Их физического размера
• Длины волны света

Наилучшие результаты были получены с наночастицами размером 150 нанометров, состоящими из стеклянного ядра, покрытого золотом. Частицы облучали ближним инфракрасным лазерным светом, который лучше всего проникает через ткани. В отличие от обычной лучевой терапии, этот свет не вызывает ожогового повреждения тканей, через которые проходит.

Уже через час после лечения с помощью ПЭТ-сканирования можно было увидеть, что раковые клетки были уничтожены, и эффект сохранялся как минимум два дня после лечения.

Перспективы

Метод доказал свою работоспособность. В долгосрочной перспективе исследователи хотят, чтобы метод работал при введении наночастиц в кровоток, где они будут накапливаться в опухолях, включая метастазы. С помощью ПЭТ-сканирования можно будет определять локализацию опухолей, облучать их лазером и быстро оценивать эффективность лечения. Кроме того, планируется покрывать частицы химиотерапевтическим препаратом, который будет высвобождаться под действием тепла и также способствовать уничтожению раковых клеток.