Исследователи проверили безопасность «волшебной пули» против рака
Ученые из МФТИ совместно с коллегами из Москвы, Нижнего Новгорода, Австралии и Нидерландов провели первое систематическое исследование безопасности так называемых наночастиц ап-конверсии (UCNPs), которые могут использоваться для лечения рака кожи и других кожных заболеваний. Это важный шаг на пути к новым, безопасным и эффективным методам диагностики и лечения онкологии.
Наночастицы могут избирательно накапливаться в опухолевых клетках, игнорируя здоровые. К ним можно прикреплять молекулы лекарств или диагностических агентов для поиска и уничтожения раковых клеток без вреда для остального организма.
UCNPs — один из самых перспективных типов наночастиц. Они преобразуют ближнее инфракрасное излучение (способное глубоко проникать в ткани) в видимый свет. Это позволяет обнаруживать раковые клетки, изменять их и контролировать лечение. UCNPs также можно настроить на высвобождение лекарств с помощью света.
Перед разработкой терапевтических методов необходимо определить, наносят ли наночастицы вред здоровым клеткам. Этому и посвящено исследование.
Результаты исследования
Ученые изучили свойства распространенного типа UCNPs на основе фторида иттрия натрия (Na[YF4]), легированного редкоземельными элементами эрбием и иттербием. Исследовалось поглощение частиц двумя типами клеток кожи и их влияние на жизнеспособность клеток.
Цитотоксичность UCNPs зависит от типа клеток.
Они не токсичны для дермальных фибробластов (клетки соединительной ткани).
Они слабо токсичны для кератиноцитов (клетки эпидермиса). Токсичность для кератиноцитов зависит от концентрации наночастиц, что позволяет использовать эти клетки в качестве биологического индикатора для оценки безопасности разных типов UCNPs.
Кроме «голых» наночастиц, были протестированы их модификации с полимерным покрытием. В этих случаях разница в реакции фибробластов и кератиноцитов была еще заметнее. Например, частицы с покрытием из полиэтиленимина нарушали внутриклеточный метаболизм кератиноцитов, но не влияли на фибробласты. Были определены типы полимерного покрытия, делающие наночастицы максимально безопасными.
«Мы провели первое систематическое исследование влияния наночастиц на клетки», — говорит Елена Петерсен, руководитель лаборатории.
Это исследование — важный шаг к использованию UCNPs для диагностики и лечения рака кожи и других кожных заболеваний. Для их широкого применения необходимо доказать безопасность и эффективность.