Золотые наночастицы для лечения рака

Новый проект Национальной физической лаборатории (NPL) разработает методологии для измерения радиобиологического воздействия золотых наночастиц при их использовании в комбинации с ионизирующим излучением для усиления радиотерапии и улучшения медицинской визуализации.

Наночастицы уже применяются в медицине, и предлагается ещё больше вариантов их использования с большим потенциалом пользы для пациентов. Благодаря высокому атомному весу золота, его наночастицы поглощают значительно больше радиации, чем клетки мягких тканей. Это делает их идеальными для усиления дозы облучения в опухолях или улучшения контрастности тканей при диагностической визуализации (например, добавление 1% наночастиц по массе к ткани удваивает поглощённую дозу при облучении рентгеновскими лучами в кВ-диапазоне).

Используя биосовместимость золота, наночастицы можно вводить внутривенно, и они будут естественным образом накапливаться в областях с повышенной проницаемостью сосудов, таких как опухоли. Более того, к наночастицам можно присоединять специфические антитела для прицельного воздействия на определённые типы клеток. Однако степень и характер усиления радиационного эффекта сильно зависят от нескольких параметров: поглощения наночастиц клетками (мелкие частицы могут проникать в ядро и взаимодействовать с ДНК), их размера, концентрации, заряда и т.д.

Для безопасного и эффективного применения золотых наночастиц необходимо исследовать и количественно оценить вызываемое ими усиление радиационного воздействия. Это требует воспроизводимых измерений и строгих стандартов для определения ключевых параметров, что поможет оптимизировать лечение и позволит его регулировать.

Проект объединит экспертизу нескольких исследовательских групп NPL в сотрудничестве с университетами и институтами по всему миру:

• Группа радиационной дозиметрии рассчитает усиленные дозы облучения и изучит изменения на нано- и микроуровне после взаимодействия излучения с наночастицами. Исследования по радиационной химии и радиобиологии дополнят эти данные для создания моделей, связывающих характеристики наночастиц, поглощение энергии и биологический ответ.
• Группа биотехнологий применит передовые методы микроскопии для отслеживания локализации и поглощения наночастиц клетками и тканями.
• Группа поверхностного и наноанализа охарактеризует физические свойства наночастиц с помощью нанотехнологий и найдёт оптимальные методы их производства.

В проекте участвуют внешние исследователи из Университета Квинс в Белфасте, Университета Суррея и Лаборатории характеристики нанотехнологий (NCL) Национальных институтов здоровья США. Разработанная методология будет предоставлена Агентству по регулированию лекарственных средств и изделий медицинского назначения (MHRA), которое рассматривает вопрос регулирования медицинского использования наночастиц.

Джузеппе Шеттино (Группа радиационной дозиметрии, NPL):

"В отличие от других исследований, этот междисциплинарный проект сосредоточен на разработке методологии оценки и количественного определения эффектов наночастиц и радиации. Мы надеемся, это будет очень ценно для производителей и поможет переводу исследований из лаборатории в больницы, где они принесут пользу пациентам".