Модифицированные наночастицы не слипаются в клетке и поэтому могут быстро вращаться под действием магнитного поля, губя раковую клетку.
У наночастиц большой медицинский потенциал, и особенно часто их изучают в связи со злокачественными опухолями. Наночастицы могут простимулировать иммунитет на борьбу со злокачественными клетками, могут доставить лекарство прямо в опухоль – так, чтобы оно не задело здоровые ткани, а могут сами стать лекарством. Например, золотые наночастицы, скопившиеся в опухоли и разогретые лазером, начнут убивать больные клетки теплом. Другой вариант – заставить наночастицы вращаться: крутящиеся частицы начнут просто механически повреждать раковые клетки.
(Иллюстрация НИТУ «МИСиС»)
Открыть в полном размере
Во втором случае многое зависит от параметров магнитного поля: его амплитуды, частоты и продолжительности воздействия. С другой стороны, сами наночастицы можно модифицировать так, чтобы повысить их противораковую эффективность. Например, изменяя их форму, состав, размеры, мы добиваемся того, чтобы крутящиеся частицы как можно сильнее вредили клеткам. Однако сотрудники Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС» вместе с коллегами из других российских научных центров поступили здесь иначе – они усовершенствовали наночастицы дополнительным немагнитным покрытием.
В экспериментах использовали магнитные наночастицы на основе оксида железа с одинаковым диаметром магнитного ядра. На некоторых наночастицах был ещё немагнитный слой оксида кремния. Лечебную эффективность частиц обоих типов оценивали на раковых клетках предстательной железы человека в переменном низкочастотном магнитном поле.
В статье в Colloids and Surfaces B: Biointerfaces говорится, что немагнитное покрытие магнитных частиц не только увеличивает их (что понятно), но и существенно влияет на биологические свойства. В низкочастотном переменном магнитном поле наночастицы с покрытием на основе оксида кремния значительно снижают жизнеспособность раковых клеток, в отличие от наночастиц без покрытия. Под воздействием наночастиц с немагнитным покрытием в раковых клетках разрушались внутриклеточные структуры, и клетки гибли от некроза.
Всё дело было в том, что частицы – и одни, и другие – попадали во внутриклеточные органеллы под названием эндосомы. Среда внутри эндосом кислая, и в этой кислой среде частицы без покрытия начинали слипаться друг с другом, образовывая сравнительно большие агрегаты. Такие агрегаты плохо вращаются в вязком внутриклеточном окружении. А вот наночастицы с покрытием не слипались, потому оставались очень подвижными и опасными для раковых клеток. В ближайшем будущем авторы работы собираются проверить свои результаты уже на настоящих опухолях, чтобы понять, будут ли такие наночастицы с дополнительным покрытием эффективны в клинической медицине.