26 April 2023, 16:00

Магнитный наноскальпель сможет бороться с неизлечимыми жидкими опухолями

Одно из наиболее трудноизлечимых онкологических заболеваний — злокачественный асцит, или жидкая опухоль, который может сопровождать рак матки, кишечника, желудка, груди, легких и других органов. При этой патологии в брюшной или грудной полости скапливается жидкость с опухолевыми и нормальными клетками, создающая специфическую среду. При этом поведение рака меняется: в частности, активируется ряд механизмов подавления иммунитета, что приводит к прогрессированию заболевания и неэффективности лечения, зачастую тяжелого и рискованного. В результате прогноз при злокачественном асците очень неблагоприятный — порой для пациента менее мучительно будет и вовсе отказаться от терапии.

Коллектив ученых из Красноярска, Томска и Владивостока предложил магнитный наноскальпель для адресной и малоинвазивной микрохирургии трудноизлечимых асцитных опухолей. Наноскальпель состоит из двух компонентов: распознающих опухоль молекул и магнитных нанодисков.

В качестве распознающих молекул специалисты использовали ДНК-аптамеры — синтетические одноцепочечные олигонуклеотиды, способные специфически (практически как антитела) связываться с любыми молекулярными и клеточными мишеням. Аптамеры выдерживают широкий диапазон температур, из-за чего имеют длительный срок хранения. Еще одно преимущество этих молекул — в простоте их химической модификации, а значит, и более точной настройки их характеристик.

Трехслойные (Au/Ni/Au) магнитные нанодиски хорошо поглощаются опухолью после взаимодействия аптамеров с белками ее мембраны. После они попадают в специальные «переваривающие» органеллы лизосомы, а под действием внешнего магнитного поля начинают колебаться, критически повреждая клетку. Это заставляет ее пойти по пути безопасного самоуничтожения — апоптоза, когда она распадается на пузырьки, а те «поедают» ее соседи.

Эффективность разработанного наноскальпеля исследователи проверили in vitro на клетках асцитной карциномы Эрлиха и in vivo на мышах с опухолью. Исследования показали, что так удалось существенно снизить количество раковых клеток даже после однократного воздействия.

Представленный подход действительно может помочь спасти жизни онкобольных, однако еще предстоит его оптимизировать. Так, если наночастиц много или будет слишком сильное магнитное поле, они быстро убьют раковые клетки, причем по нежелательному некротическому сценарию. То, что получается в результате распада, разрушительно для окружающих здоровых тканей и явно не пойдет на пользу пациенту. Вместе с тем раковые клетки очень быстро делятся, удваивая свое количество каждые сутки, и слабое воздействие лишь немного затормозит развитие болезни. В результате важно соблюсти баланс, а также регулярно удалять патологическую жидкость из брюшной или грудной полости.

«Таким образом, магнитомеханическая хирургия с дистанционно управляемым переменным магнитным полем наноскальпелем может стать перспективной для терапии асцитной опухоли и злокачественных новообразований. Современные технологии позволяют получать такие диски в промышленных масштабах. В дальнейшем планируется усовершенствовать этот метод для применения при интраоперационном удалении отдельных опухолевых клеток и предотвращения рецидива», — рассказала Анна Кичкайло, доктор биологических наук заведующая лабораторией цифровых управляемых лекарств и тераностики ФИЦ КНЦ СО РАН, руководитель лаборатории биомолекулярных и медицинских технологий Красноярского государственного медицинского университета им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России.

News article organizations

News article publications

Read also

Золото и селен объединили в рамках фототермической терапии рака
Заключенные в шестислойную оболочку, такие наночастицы уже показали свою эффективность в экспериментах на животных
Materials Science
Nanomedicine
New techniques
Oncology
19 June 2023
Новый механизм адресной доставки лекарств помог уменьшить метастазы в легких
Подход заключается в доставке наночастиц с лекарством не в саму опухоль, а в сосуды вокруг нее, где «контейнеры» быстро разрушатся и напитают ткани препаратом
Nanomedicine
New techniques
Oncology
Pharmacology
18 November 2022
Новая эмульсия поможет уничтожать опухоли кислородом даже там, где его нет
Предложенный подход позволит не только сделать фотодинамическую терапию рака эффективнее, но и использовать ее в случае особо агрессивных новообразований, не поддающихся лечению иными способами
New techniques
Oncology
Organic Chemistry
Pharmacology
Photophysics
25 May 2023
Медики предложили эффективную схему лечения лимфолейкоза с осложнениями
Сочетание двух препаратов — ибрутиниба и ритуксимаба — позволило улучшить состояние онкопациентов с аутоиммунными осложнениями хронического лимфолейкоза
Medicine
New techniques
Oncology
Pharmacology
22 May 2023
Сверхтонкий магнит связал графен с кремниевой технологией
Новый материал представляет собой сэндвич из графена и субмонослойной магнитной пленки на кремнии. Такое «соседство» с европием привносит в графен новые свойства, связанные с магнетизмом
Magnetism
Materials Science
New techniques
Spintronics
19 April 2023
«Лимфоузел-на-чипе» помог смоделировать проникновение в опухоль лекарств
Эта трехмерная микрожидкостная 3D-система на основе коллагеновой губки и сфероидов рака сможет, как считают авторы, заменить часть животных моделей в доклинике
New techniques
Oncology
Tissue Engineering
13 March 2023