Звездообразные наночастицы могут помочь в борьбе с раком
Полученные из золота и оксидов железа, эти новые наноструктуры имеют улучшенные магнитные и оптические свойства за счет своей уникальной звездчатой формы. Эти частицы могут быть использованы для фототермической терапии раковой опухоли, в ходе которой больные клетки нагреваются и погибают под воздействием светового излучения. При этом наночастицы не представляют опасности для здоровых клеток человека. Вместе с зарубежными коллегами в исследовании принимали участие специалисты Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (БФУ).
К наногетероструктурам относятся наноразмерные объекты, которые состоят из нескольких функциональных соединений с разными физико-химическими свойствами, таких как металл и оксид металла. Расположение компонентов таких структур влияет на их магнитные и оптические свойства.
Благодаря магнитным свойствам возможно управлять передвижением наноструктур в организме с использованием внешнего магнитного поля, которое, в частности, может вызвать уничтожение раковых клеток, если к ним применить низкочастотное магнитное поле.
Наличие оптических свойств помогает визуализировать, т.е. отслеживать, перемещение частиц в организме человека. Благодаря им возможна фототермическая терапия, когда клетки нагреваются и разрушаются под воздействием света определенной длины волны.
Для более эффективного уничтожения раковых клеток оптические и магнитные свойства можно использовать совместно.
Ученые синтезировали наноструктуры на основе золота и оксидов железа, которые могут быть использованы в фототермической и магнитной терапии раковых заболеваний. Получившиеся частицы обладают звездообразной формой и имеют золотое ядро, покрытое оболочкой из оксида железа. Исследователи продемонстрировали, что форма и оптический отклик частиц отлично подходят для комбинированной терапии рака.
Кроме того, ученые проверили эффективность воздействия частиц на раковые клетки молочной железы, как и на культуру клеток, которые обычно формируют стенки кровеносных сосудов. Предварительно клетки инкубировали с культуральной средой (вещество, предназначенное для культивирования различных типов клеток) с предварительно определенными концентрациями наночастиц.
Выяснилось, что наноструктуры обладали высокой биосовместимостью, то есть были малотоксичными и не оказывали влияния на жизнеспособность здоровых клеток. При этом под воздействием переменного магнитного поля низкой частоты выживаемость раковых клеток с наноструктурами снижалась на 65%, а под воздействием света — на 45% за счет местного нагрева наночастиц. Результативность подхода была подтверждена также и морфологическими изменениями в раковых клетках, в том числе их "усыханием" после обработки переменным магнитным полем или светом.
Полученные результаты опубликованы в журнале .