Учёные Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» совместно с международными коллегами предложили новый метод борьбы с онкологическими заболеваниями. Суть инновационного подхода заключается в использовании композитных наночастиц, состоящих из кремния и золота, и воздействия инфракрасного света для избирательного поражения раковых клеток. Исследование опубликовано в авторитетном международном журнале Nanoscale.
Традиционные методы лечения рака, такие как химиотерапия и лучевая терапия, поражают не только больные, но и здоровые клетки, вызывая тяжёлые побочные эффекты. Поэтому учёные активно ищут способы локализовано воздействовать на опухоль, сохраняя здоровые ткани невредимыми. Фототермическая терапия, при которой опухоль разрушается путём локального нагрева, является одним из перспективных направлений.
Специалистам МИФИ удалось создать наночастицы диаметром 120–160 нанометров, обладающие особыми оптическими свойствами. Используя эффект рассеяния Ми, возникающий при взаимодействии света с объектами, размеры которых близки длине световой волны, учёные добились того, что частицы накапливают энергию и начинают интенсивно нагреваться.
Важным преимуществом нового метода является использование света с длиной волны около 800 нанометров. Это так называемое «окно прозрачности» тканей, при котором излучение свободно проникает внутрь тела, не вызывая повреждений здоровых тканей. Наночастицы, попадая в зону опухоли, поглощают свет и генерируют тепло, разрушая раковую ткань изнутри.
Интересным эффектом оказалось не только тепловое воздействие. Составные золотые компоненты наночастиц обладают уникальной способностью закупоривать мелкие капилляры, снабжающие опухоль кислородом и питательными веществами. Это приводит к развитию ишемии — кислородного голодания — и последующему отмиранию раковых клеток.
Однако, несмотря на потрясающие результаты, путь технологии к клинике весьма далек. Основная проблема заключается в удалении наночастиц из организма после завершения лечебного воздействия. Существуют риски проникновения частиц через гематоэнцефалический барьер и возможного токсического накопления в тканях головного мозга.
До сих пор неизвестны точные механизмы выведения наночастиц из организма, и их накопление может приводить к нежелательным последствиям. Следовательно, требуется дополнительная работа по разработке способов очистки организма от остатков наночастиц.
Несмотря на эти сложности, предложенный метод обладает большими перспективами и может лечь в основу принципиально новых подходов к лечению онкологических заболеваний. В будущем наночастицы могут стать эффективным инструментом точного хирургического вмешательства в организм, минуя классические хирургические операции и минимизируя побочные эффекты.