Необычно большие и вместительные углеродные нанотрубки способны осуществлять доставку химиотерапевтических препаратов прямо в опухоль и высвобождать лекарство строго по команде, утверждают исследователи из Университета Брауна (США), опубликовавшие соответствующую работу в журнале Nano Letters.

Безопасное для здоровья магнитное поле заставляет нанотрубки выделять заключённые в них вещества только внутри раковых клеток, что помогает защитить здоровые ткани и органы остального тела от нежелательного воздействия токсичных молекул.

С 1980-х годов учёные разрабатывают самые разные типы наноразмерных носителей для доставки противораковых препаратов к месту назначения. Некоторые из них даже используются в современной клинической практике. Однако биолог Джон Маршалл (John Marshall) из Университета Брауна утверждает, что

основной их проблемой была и остаётся невозможность контроля над процессом релиза препаратов. А все самые успешные попытки были либо отчасти лукавством, либо непрактичными, как, например, раскрытие «транспортника» под действием ультрафиолетового света, который не только опасен, но и не способен проникнуть в глубь тканей.

[Альтернативой УФ служит безопасное «проникающее» ИК-излучение медицинского лазера, нужно лишь подобрать правильный материал носителя, способный разрушаться под действием низкоэнергетичного излучения, что и было с успехом сделано здесь. — Прим. ред.]

Рис. 1. Нанотрубки, содержащие гидрогель (жёлтый) с заключёнными в него противораковыми препаратами (зелёный), проникают в клетки (слева), но выделяют содержащиеся в них вещества только под действием магнитного поля. (Илл. ACS).

Г-н Маршал и его коллеги с помощью химического осаждения из газовой фазы синтезировали углеродные нанотрубки с необычно большим диаметром в ~40 нм (стандартный размер — около 1 нм). Этого места, по мнению учёных, вполне достаточно для беспроблемного размещения лекарства (на самом деле оказалось, что места хватало для переноса сразу двух молекул в одной нанотрубке).

Затем исследователи заполнили нанотрубки термочувствительным гидрогелем, содержащим химиотерапевтические препараты паклитаксел (более известен как токсол) и С6-керамид. При приложении переменного магнитного поля в углеродных нанотрубках индуцируется переменный электрический ток, а электрическое сопротивление трубок генерирует достаточно тепла, чтобы «растопить» гель и выпустить содержащиеся вещества.

Полевые испытания носителя проходили на тканях злокачественной опухоли поджелудочной железы. После 12 часов ожидания того, когда клетки впитают в себя нанотрубки, было включено переменное магнитное поле. Через 48 часов после этого более 70% раковых клеток погибло.

Результат становится и вовсе умопомрачительным, если сравнить его с действием тех же препаратов, но при отсутствии нанотрубок. В этом случае для уничтожения тех же 70% раковых клеток потребовалось бы в 100 раз больше лекарств!