Ученые из России, Франции и США впервые продемонстрировали возможность использования наночастиц бора для повышения эффективности протонной терапии опухолей, в том числе также неоперабельных на данный момент, из-за особенностей их расположения. Разработка перспективна для оптимизации радиотерапии и решения сопутствующих важных задач: повышения эффективности терапии и снижения побочных эффектов лучевой нагрузки на здоровые ткани и увеличения продолжительности жизни пациентов после курса лечения. Результаты работы опубликованы в июльском номере журнала Nanomaterials.
Протонная терапия является одним из новейших методов лечения опухолей, в том числе не поддающихся лечению стандартными видами лучевой терапии (например, фотонной). Принцип протонной терапии основан на «бомбардировке» опухолевых клеток ядрами водорода, разогнанными до космических скоростей с помощью компактного ускорителя. Использование частиц (адронов) для облучения позволяет очень точно бить именно в опухолевые клетки, при этом не задевая здоровые.
В России такими уникальными техническими характеристиками обладает единственный отечественный протонный комплекс «Прометеус», разработанный совместно ФТЦ ФИАН и АО Протом (Протвино). Комплекс «Прометеус» сегодня активно применяется для лечения пациентов с опухолями головы и шеи в МРНЦ им. Цыба (Обнинск), демонстрируя уникальную эффективность.
Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, Национального исследовательского ядерного университета МИФИ, Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Экс-Марсельского университета, CNRS, Института биоорганической химии им. Шемякина-Овчинникова РАН, Института лазеров, фотоники и биофотоники, Государственного университета Нью-Йорка в Буффало (Нью-Йорк), Института фундаментальной медицины и биологии (Казанский федеральный университет) и Института молекулярной тераностики Первого МГМУ им. И.М. Сеченова использовали такой комплекс в своей работе и показали возможность использования наночастиц бора для усиления гибели опухолевых клеток при их облучении пучком протонов.
Работу прокомментировал один из авторов исследования заведующий Лабораторией тераностики и ядерной медицины ИТЭБ РАН, кандидат биологических наук Антон Попов: «Наночастицы бора получали методом лазерной абляции, когда сверхмощным лазером стреляют в мишень (в данном случае пластина бора), находящуюся в емкости с водой, что обеспечивает создание чистых (беспримесных) наночастиц, которыми затем мы нагружали раковые клетки и подвергали облучению пучком протонов. Интересным является тот факт, что данная работа впервые демонстрирует возможность использования носителей бора именно в форме наночастиц, а не классических «доставщиков» бора в клетку, которые уже давно используются (боркаптат или борфенилаланин). Наночастицы можно функционализировать специальной меткой, которая обеспечит их направленную доставку прямо в раковую клетку. Предложенный подход позволит повысить точность протонной терапии сложно расположенных опухолей (например, опухоли мозга, ротовой полости или шеи), где очень важно «не задеть» высокочувствительные к действию радиации структуры».
Сегодня в рамках Федеральной программы «Развитие синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры» проводится большая исследовательская и конструкторская работа по модернизации данного терапевтического комплекса, а также ведется разработка новых подходов в лечении пациентов с его использованием.
Работа выполнена при поддержке проекта: «Разработка новых технологий диагностики и лучевой терапии социально значимых заболеваний протонными и ионными пучками с использованием бинарных ядерно-физических методов», реализуемого при поддержке ФНТП «Развитие синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры» Минобрнауки России.
Источник: Zavestovskaya, I.N.; Popov, A.L.; Kolmanovich, D.D.; Tikhonowski, G.V.; Pastukhov, A.I.; Savinov, M.S.; Shakhov, P.V.; Babkova, J.S.; Popov, A.A.; Zelepukin, I.V.; et al. Boron Nanoparticle-Enhanced Proton Therapy for Cancer Treatment. Nanomaterials 2023, 13, 2167. https://doi.org/10.3390/nano13152167
Материал подготовила: Алсу Дюкина
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb.ru
Галерея
