Обнаружение, лечение опухолей и мониторинг ответа на терапию с помощью золотого «нанопопкорна»

Исследователи из Университета Джексон Стейт с помощью двухэтапного процесса создали наночастицы золота, похожие на зерна попкорна. Эти целевые наночастицы могут обнаруживать всего 50 злокачественных клеток рака простаты и служить «тепловым скальпелем» для их уничтожения. Кроме того, оптический сигнал, производимый наночастицами, меняется по мере гибели клеток, что позволяет отслеживать реакцию опухолевых клеток на термотерапию.

Исследование под руководством Пареша Рая опубликовано в Journal of the American Chemical Society.

Изначально синтезированные наночастицы были бы токсичны для организма, но исследователи использовали токсичный компонент для присоединения к «попкорноподобным» золотым структурам аптамеров и моноклональных антител, нацеленных на опухоль.

При облучении светом наночастицы испускают свет на другой частоте, который можно детектировать с помощью поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (SERS). Эти наночастицы настолько эффективны в качестве агентов для SERS-визуализации, что дают детектируемый оптический сигнал после связывания со скоплениями всего из 50 клеток. Это возможно благодаря тому, что наночастицы агрегируют в кластеры, создающие «горячие точки» на SERS-изображении.

Связавшись с клетками рака простаты, золотые наночастицы поглощают свет и преобразуют его в тепло, повышая локальную температуру до 48 °C, что достаточно для уничтожения опухолевых клеток. В ходе эксперимента исследователи заметили, что интенсивность SERS-сигнала снижалась по мере гибели клеток. Дальнейшее изучение показало прямую линейную корреляцию между количеством погибших клеток и уменьшением интенсивности сигнала. Это позволяет предположить, что такой тип измерений может быть полезен для оценки терапевтического эффекта после фотогермической терапии.