Исследователи из Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова и Института фотонных технологий Лейбница в Йене доказали применимость кремниевых наночастиц для диагностики и лечения рака. Ученые впервые продемонстрировали их способность эффективно проникать в больные клетки, выпускать заключенное в них лекарство, быстро разлагаться и не накапливаясь в организме. Результаты исследования представлены в журнале Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine.
По словам ученых, при вводе в организм наночастицы как правило действуют быстро, попадают куда нужно, вылечивают заболевание, однако спустя месяцы у пациента начинают болеть печень, почки, легкие или голова. «Все потому, что наночастицы золота, серебра, оксида титана, селенида кадмия и огромное множество других фактически из организма не выводятся. При попадании в кровоток они застревают во внутренних органах и спустя некоторое время начинают наносить вред организму за счет пролонгированных токсических эффектов», — поясняют ученые.
Наночастицы из кремния не вредят организму, поскольку результатом их распада является кремниевая кислота, необходимая для укрепления костей и роста соединительных тканей. В рамках исследования с помощью методики рамановской микро-спектроскопия (спектроскопия комбинационного рассеяния света) ученые сканировали содержимое живой клетки и, сравнивая полученные спектры, выстраивали картину того, что и где в ней находится. «Эта методика позволяла не только определить местонахождение наночастицы в клетке (сигналы от кремния и компонентов клетки находятся на различных частотах), но и наблюдать за процессом ее распада. Последнее стало возможно потому, что, как уже было известно, рамановский спектр от кремниевой наночастицы зависит от ее размера — чем она меньше, тем он становится шире и сдвигается в сторону более низких частот», — подчеркивают ученые.
Во втором исследовании клетки рака молочной железы инкубировались с кремниевыми наночастицами размером 100 нм. Затем ученые наблюдали за происходящим в клетках в течение различного времени: от 5 часов до 13 суток. По рамановским спектрам и восстановленным из них изображениям частиц и клеток они увидели, как в первые 5-9 часов наночастицы локализуются на клеточных мембранах, за последующие сутки проникают внутрь клетки и потом начинают биодеградировать, о чем свидетельствовало уменьшение амплитуды сигнала, расширение спектра и появление пика от аморфной фазы кремния. На 13-е сутки наночастицы полностью растворяются и сигнал пропадает.
«Результаты нашей работы имеют огромное значение в перспективе создания лекарств на основе биосовместимых и биодеградируемых наночастиц кремния», — подчеркивают исследователи.
Рак молочной железы — заболевание, ежегодно уносящее множество женских жизней по всему миру. Подробнее о его симптомах и рисках рецидива читайте статью на портале MedAboutMe.
