Учёные создали новый 2D-материал, использующий вирус для уничтожения раковых клеток

Исследователи из Сингапурского университета технологий и дизайна (SUTD) разработали новую наносистему для термотерапии, которая уничтожает более 20% клеток рака поджелудочной железы с помощью микросекундных электрических импульсов и обладает высокой биосовместимостью.

Принцип и проблема традиционной терапии

Электротермическая терапия работает за счёт введения двумерных (2D) материалов в раковые клетки и пропускания через них электрического тока. Материалы нагреваются и убивают соседние раковые клетки. Однако традиционная терапия с 2D-материалами может быть неэффективна из-за слабой абляции (разрушения) клеток. Это связано с ограниченным количеством материала, собирающегося на клетках, и слабым джоулевым нагревом.

Новое решение: гибридный наноматериал

Чтобы решить эти проблемы, учёные создали гибридный наноматериал:

  1. На слоистый материал дисульфид молибдена (MoS2) нанесли вирус M13 (материал назвали MNM).
  2. Поверхность наноматериала модифицировали полиэтиленгликолем (PEG) для повышения биосовместимости.

Преимущества новой системы

Внедрение вируса M13 значительно улучшило эффективность терапии:

  • Высокая специфичность: Благодаря способности вируса M13 избирательно связываться с раковыми клетками, на них собирается больше материала MNM по сравнению с обычными 2D-материалами.
  • Мощный нагрев: Высокая электропроводность MoS2 в сочетании с большим количеством материала генерирует сильный джоулев нагрев.

Результат

В результате в наноматериале производится больше тепла, что позволяет уничтожить больше раковых клеток. Система MNM снижает процент раковых клеток на 23%, что примерно в 2 раза выше, чем могут достичь современные наносистемы для термотерапии.

Цитата исследователя

«Уничтожение рака на протяжении многих лет было мечтой пациентов и исследователей. Искоренение рецидивов и метастазов в организме имеет жизненно важное значение», — говорит ведущий исследователь, доцент Десмонд Лок (SUTD). — «Однако ни один традиционный метод терапии не способен полностью уничтожить раковые клетки из-за их разнообразия, гетерогенности и сложности. Именно поэтому мы стремились создать простую наносистему или наноматериал для синергетического уничтожения и лечения раковых клеток».

Исследование опубликовано в журнале Pharmaceutics.