Коллективное поведение наночастиц магнетиков поможет лечить опухоли
Группа ученых из нескольких крупных исследовательских лабораторий предложила использовать сахарное покрытие для наночстиц магнетиков в целях повышения эффективности новых методов лечения раковых опухолей.
Нанотехнологии проникли практически во все отрасли науки и технологий. Не менее активно новые методики внедряются и в медицине. К примеру, наночастицы могут использоваться для лечения злокачественных опухолей, доставляя в нужные клетки лекарственные препараты. Так же проводились эксперименты по использованию наночастиц магнетиков в качестве «реагента», позволяющего убить злокачественную клетку, однако, исследователям приходилось сталкиваться с целым рядом трудностей, которые пока не позволили поставить этот метод «на поток». Совместная исследовательская группа двух биотехнических компаний Micromod Partikeltechnologie и Aduro BioTech, а также научно-исследовательских институтов National Institute of Standards and Technology (NIST), Johns Hopkins University, Dartmouth College и University of Manitoba предложила способ усовершенствования этой методики. Согласно опубликованной ими в журнале Nanotechnology работе, значительно улучшить результаты поможет сахарная оболочка для наночастиц, испытывающих воздействие внешнего магнитного поля.
В процессе работы с наночастицами магнетиков, заключенных в сахарную оболочку, ученые открыли существование некого равновесия, которое делает такие «сложные» наночастицы более эффективными, чем предполагалось ранее. Совместное поведение частиц при этом можно сравнить с поведением людей в толпе, пытающихся уважать личное пространство каждого и пододвигаться друг к другу не слишком близко.
Команда исследователей продемонстрировала, что множество крупных наночастиц магнетиков (представляющих собой частицы из оксида железа, покрытые сахаром, общим диаметром около 100 нм) показывают совсем другое поведение, нежели более мелкие наночастицы, являясь, таким образом, потенциально лучшим «убийцей рака». Взаимодействия между крупными наночастицами, которые ранее рассматривались многими биоинженерами, как нежелательные, в реальности помогают частицам быстрее нагреваться под воздействием внешнего переменного магнитного поля. В свою очередь нагревание наночастиц помогает убивать раковые клетки, не трогая при этом здоровые.
Исследования по рассеиванию нейтронов в центре NIST показали, что крупные наночастицы оксида железа притягиваются друг к другу, однако, сахарное покрытие имеет волокна, простирающиеся на значительные расстояния и препятствующие сильному сближению частиц. Это делает крупные наночастицы обособленными и, соответственно, более эффективными в борьбе с заболеванием. Когда наночастицы оксида железа подходят друг к другу слишком близко, под действием магнитного поля они начинают вращаться, еще сильнее нагревая окружающее пространство. Эксперименты показывают, что все эти особенности позволили наночастицам полностью справиться с опухолями у четырех мышей. Длительные наблюдения за подопытными не выявили повторного появления опухолей.
Таким образом, результаты, полученные группой, позволят продолжить работу над созданием более эффективных методов борьбы с раковыми заболеваниям с меньшим количеством побочных эффектов, нежели обычная химио- или радиационная терапия.
