Нанотехнологии, биомолекулы и свет объединяются для «приготовления» раковых клеток
Исследователи тестируют новый способ избирательного уничтожения раковых клеток, присоединяя антитела, нацеленные на рак, к крошечным углеродным трубкам, которые нагреваются под воздействием ближнего инфракрасного света.
Эксперименты описаны в исследовании, доступном онлайн и в готовящемся печатном выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences.
В работе использовались биологические молекулы — моноклональные антитела, которые связываются с раковыми клетками. В данном исследовании моноклональные антитела, нацеленные на специфические участки клеток лимфомы, использовали для покрытия крошечных структур — углеродных нанотрубок.
Углеродные нанотрубки — это очень маленькие цилиндры из графитового углерода, которые нагреваются под воздействием ближнего инфракрасного света. Этот тип света, невидимый для человеческого глаза, может проникать в человеческие ткани на глубину до 1,5 дюймов (3,8 см).
В культурах раковых клеток лимфомы антитела, покрывающие нанотрубки, прикреплялись к поверхности клеток. При последующем облучении ближним инфракрасным светом нанотрубки нагревались, генерируя достаточно тепла, чтобы, по сути, «приготовить» и убить клетки. Нанотрубки, покрытые неспецифическим антителом, не связывались с опухолевыми клетками и не убивали их.
«Использование ближнего инфракрасного света для индукции гипертермии особенно привлекательно, потому что живые ткани слабо поглощают излучение в этом диапазоне», — сказала доктор Эллен Виттетта, старший автор исследования. «Как только углеродные нанотрубки свяжутся с опухолевыми клетками, внешний источник ближнего инфракрасного света можно будет использовать для безопасного проникновения через нормальные ткани и уничтожения опухолевых клеток».
Новое исследование впервые показало, что и антитело, и углеродные нанотрубки сохраняют свои физические свойства и функциональные способности — связываться и убивать только целевые клетки. Это подтвердилось даже в условиях, имитирующих внутреннюю среду человеческого организма.
Одной из проблем успешной разработки наномедицинских препаратов является потенциальное повреждение здоровых клеток и организмов новым наноматериалом.
«Существуют рациональные подходы к обнаружению и минимизации потенциала неспецифической токсичности наночастиц, разрабатываемых в наших исследованиях», — сказал доктор Рокфорд Дрейпер.
Исследователи только начинают тестировать этот метод на мышах.