Ученые Национального университета Сингапура (National University of Singapore) разработали нанотехнологическую платформу, открывающую путь к безопасному и неинвазивному лечению глубоколежащих раковых опухолей. На сегодняшний день профессор Чжан Юн (Zhang Yong) и его коллеги доказали, что их метод может подавлять рост опухолей и регулировать экспрессию генов у мышей. Впервые в мире наночастицы использованы для неинвазивной фотодинамической терапии глубоколежащих опухолей.

В отличие от ультрафиолетового излучения, способного нанести
вред клеткам, свет ближнего инфракрасного диапазона
безопасен и глубже проникает в живые ткани. Его мишенью можно
сделать глубоколежащие раковые опухоли.
(Рис. Mr Muthu Kumara Gnananasammandhan)

Исследование только что опубликовано в он-лайн издании журнала Nature Medicine, а более ранние его результаты – в Proceedings of the National Academy of Sciences в мае этого года.

Процесс синтеза необходимых нашему организму белков основан на воспроизведении генетической информации, закодированной в генах. Если этот процесс нарушается, развиваются различные заболевания. Врачи могут исправить такие нарушения, воздействуя на процесс экспрессии генов ультрафиолетовым светом. Однако УФ-излучение может принести больше вреда, чем пользы. Сингапурские ученые нашли способ регулировать экспрессию генов с помощью наночастиц, которые способны преобразовывать ближний инфракрасный свет (near-infrared, NIR) в свет видимого или ультрафиолетового диапазона.

«Ближний инфракрасный свет, помимо прочего, нетоксичный, способен глубже проникать в наши ткани. Когда он достигает нужного места в организме пациента, разработанные нами наночастицы преобразуют его в ультрафиолетовый свет (преобразование с повышение частоты – «up-conversion»), чтобы эффективно активировать гены необходимым нам образом – путем регулирования количества белков, экспрессирующихся каждый раз, когда это должно происходить, а также времени их экспрессии», – объясняет адъюнкт-профессор Чжан.

Поскольку наночастицы, способные повышать частоту излучения, можно использовать и для получения видимого света, ученые расширили сферу их применения. Обычная световая терапия для лечения опухолей использует видимый свет, активирующий фоточувствительные препараты, убивающие раковые клетки. Однако видимый свет не может проникать в глубоколежащие опухоли. Ближний инфракрасный свет проникает гораздо глубже.

По мнению исследователей, в дополнение к фотодинамической терапии эта инновационная нанотехнологическая платформа может с успехом использоваться для биовизуализации: наночастицы можно присоединить к биомаркерам, которые затем свяжутся с раковыми клетками. Такая технология позволит улучшить диагностику рака.

В настоящее время, вместе с учеными Сингапурского национального онкологического центра (National Cancer Centre Singapore), профессор Юн и его коллеги заняты в проекте, финансируемом Агентством по науке, технологиям и исследованиям (Agency for Science, Technology and Research , A* STAR), в котором оценивается безопасность и эффективность их метода. Цель исследователей – проложить путь к будущим пилотным клиническим испытаниям.

Аннотация к статье в Nature Medicine

In vivo photodynamic therapy using upconversion nanoparticles as remote-controlled nanotransducers