Российские ученые совместно с британскими коллегами предложили технологию, позволяющую анализировать живые ткани и клетки под микроскопом. Метод позволит проводить экспресс-анализ токсичности магнитных наночастиц размером около 10 нанометров, которые применяются для создания противоопухолевых препаратов. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

В последнее десятилетие работающие в области биомедицины ученые широко исследуют магнитные наночастицы, особенно суперпарамагнитные наночастицы оксида железа (SPION). На сегодняшний день это единственные магнитные наночастицы, одобренные для клинического применения.

SPION широко используются в адресной доставке лекарств и в качестве контрастных агентов для магнитно-резонансной томографии, гипертермии («выжигании» опухолей изнутри) и радионуклидной терапии с использованием магнитного поля. Задача, стоящая сегодня перед учеными, – оценить, может ли применение таких частиц навредить пациенту. Поэтому важно разработать методы, которые могут обеспечить высокопроизводительный анализ биореакций и прогноз токсичности вещества.

По словам авторов нового исследования, разработанная ими технология для оценки токсичности магнитных наночастиц показывают значительную разницу концентраций внутриклеточных активных форм кислорода (АФК), измеренных в раковых клетках до и после воздействия наночастиц оксида железа. АФК – это ионы кислорода, свободные радикалы и перекиси, образующиеся как вследствие естественного метаболизма, так и под действием ионизирующего излучения. Повышенное содержание АФК в клетке обычно приводит к «окислительному стрессу» и ее повреждениям из-за окисления. Чувствительность разработанного метода заметно отличается от измерений АФК при использовании стандартных методов – соответствующую разницу они обнаружить не позволяют.

«Мы разработали стабильный зонд для измерения внутриклеточных АФК на основе углеродных наноэлектронов, покрытых каталитически активным слоем платины», – рассказал ведущий научный сотрудник лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» МИСиС Александр Ерофеев.

Ученые подчеркивают важность и перспективность использования наноэлектродов для анализа. По их мнению, оно позволит обеспечивать относительно быструю, чувствительную и экономически эффективную оценку токсичности наночастиц на единичных клетках.