Применение сверхгорячих наночастиц для терапии рака

Применение сверхгорячих наночастиц для терапии рака

14 Dec 2022
85

Ученые из университета штата Орегон в США создали новый тип гипертермических магнитных наночастиц, которые призваны помочь в уничтожении опухолей путем локализованного нагрева под воздействием переменного магнитного поля.

Предыдущие версии подобных технологий могли нагревать наночастицы до температуры около 44°С, что было эффективно только в легкодоступных опухолях, которые можно было достать с помощью иглы для подкожных инъекций, что позволяло врачу вводить большое количество наночастиц непосредственно в опухоль. Для труднодоступных опухолей требуется внутривенное введение наночастиц, но это обычно приводит к тому, что лишь небольшое их количество достигает опухоли, а значит, их нагревательный потенциал недостаточен, чтобы вызвать повреждение раковых клеток. Вновь разработанные частицы обладают высокой эффективностью нагрева, достигая температуры до 50 градусов Цельсия, что делает системное применение таких терапевтических средств более реальной перспективой.

Информацию о новой технологии ученые опубликовали в журнале Small Methods.

Ввод магнитных наночастиц в опухоль и последующее их минимально инвазивное нагревание с помощью внешнего переменного магнитного поля в надежде разрушить опухоль — интересный подход к лечению рака. Ученые экспериментировали с таким подходом в течение нескольких лет. Однако проблема этой методики заключается в низкой эффективности нагрева частиц: обычные магнитные частицы достигают температуры 44°С вблизи опухоли. Хотя это всего на несколько градусов выше температуры тела, этого достаточно, чтобы повредить и убить опухолевые клетки, при условии, что в опухоли и вокруг нее присутствует достаточное количество частиц.

Последний пункт является ключевым, поскольку доставка частиц в опухоль может быть сложной задачей. При более поверхностных и легкодоступных опухолях врач может просто ввести большую дозу частиц непосредственно в ядро опухоли. Однако для менее доступных опухолей это невозможно, поэтому требуется внутривенная доставка, что означает, что частицы должны самостоятельно пройти путь через кровообращение и попасть в опухоль.

Чтобы сделать доставку более осуществимой, исследователи создали магнитные наночастицы, которые могут нагреваться до 50°С в опухолевой среде. У таких частиц ядро и внешняя оболочка состоят из разных компонентов. В частности, частицы имеют ядро из магнетита (Fe3O4) и оболочку из маггемита (γ-Fe2O3), что обеспечивает им превосходную эффективность нагрева.

"Нами впервые показано, что магнитные наночастицы, введенные внутривенно в клинически рекомендуемой дозе, способны повышать температуру раковой ткани выше 44°С, — сказал один из разработчиков технологии Олег Таратула. — Мы также продемонстрировали, что наш новый метод может быть использован для синтеза различных наночастиц с разными оболочкой и ядром. Это может послужить основой для разработки новых наночастиц с высокими нагревательными характеристиками, что будет способствовать дальнейшему развитию системной магнитной гипертермии для лечения рака".