Источник: «Известия», автор Ольга Коленцова
Разработана новая стратегия антираковой терапии с помощью наноструктур, не причиняющих вреда здоровым клеткам. Ввод этих наноструктур в межклеточное пространство рядом с опухолью полностью останавливает ее рост. Международный коллектив ученых, куда входили российские исследователи из Института физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск), доказал состоятельность новой технологии на живых мышах. Революционный метод открывает новые возможности лечения онкологических заболеваний.
В последние десятилетия широко исследуются возможности применения наночастиц для борьбы с раковыми опухолями. Проблема в том, что многие наноструктуры обладают токсическими свойствами, то есть опасны с точки зрения воздействия на нормальные, здоровые ткани. Поэтому задача создания метода лечения, не причиняющего вреда организму в целом, по-прежнему актуальна.
Коллектив ученых из РФ, Словении и Израиля при поддержке Российского научного фонда создал новую стратегию лечения онкозаболеваний, благодаря разработке наноструктур на основе алюминия со сложной формой поверхности. Исследователи использовали чувствительность раковых клеток к изменению концентрации ионов в их окружении. Для изменения ионного состава в межклеточной области ученые применили двумерные наноструктуры с заряженной поверхностью и способностью избирательно притягивать определенные ионы или молекулы.
Чтобы получить такие структуры, исследователи из международной научной лаборатории, созданной в Томске, разработали способ гидротермального окисления нанопорошков на основе алюминия. Размер синтезированных двумерных структур составлял менее 400 нанометров. Они имели большую площадь поверхности за счет множества листов (толщиной менее 5 нанометров), похожих на скомканные листы бумаги.
Полученные структуры получили название «алохен». От иных используемых в антираковых технологиях наночастиц они отличаются тем, что не наносят вред организму человека и выводятся естественным путем. Кроме того, их применение разрешено в медицине.
«Изменение концентрации ионов фатально именно для раковых клеток, — рассказал один из авторов работы, директор Института физики прочности и материаловедения СО РАН Сергей Псахье. — Обычные клетки лишь немного угнетаются, но их жизнеспособности ничего не угрожает».
Перемены в составе ионов приводят к разрушению содержащихся в межклеточном матриксе кислот, необходимых для питания клетки. Раковая опухоль требует значительно больше энергии, чем здоровые ткани, поэтому в буквальном смысле погибает от голода.
Для изучения механизмов действия частиц «алохена» на опухоль использовалось компьютерное моделирование. Чтобы оценить противоопухолевое действие синтезированных наноструктур, исследователи провели эксперименты на отобранных клеточных линиях и на лабораторных мышах.
«Наноструктуры вводили в межклеточное пространство в злокачественном новообразовании с помощью инъекций, — пояснил старший научный сотрудник Института физики прочности и материаловедения СО РАН Александр Ложкомоев. — Пока мы проверили действие нового метода на меланоме и раке молочной железы».
Сначала исследователи изучали действие частиц «алохена» на клетки находящейся в пробирке меланомы, которая является одним из наиболее быстро прогрессирующих и плохо поддающихся химиотерапии видов злокачественных новообразований. Через сутки показатели роста и жизнеспособности опухолевых клеток упали на 30—37 %.
Затем в экспериментах на животных наноструктуры на основе гидроксида алюминия вводили подопытным мышам вместе с небольшой, не оказывающей терапевтического эффекта, дозой противоопухолевого препарата доксорубицина. Через семь дней рост опухолей полностью прекращался.
