Нанотермальная терапия, использующая наночастицы для выжигания опухолей изнутри, — один из самых многообещающих способов применения нанотехнологий (в их нынешнем состоянии) как для повышения эффективности противоракового лечения, так и для уменьшения его побочных эффектов. Группа учёных из Техасского центра раковой наномедицины (США) продемонстрировала, как раковые клетки печени захватывают наночастицы золота, которые, абсорбируя радиоволны, генерируют достаточно тепла, чтобы нанести непоправимый урон злокачественному новообразованию. Кроме того, стало известно, каким образом можно увеличить тепловую токсичность этих наночастиц.

Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Nanomedicine, проводилось под руководством Стивена Кёрли из Онкологического центра М. Д. Андерсона и Лона Уилсона из Университета Райса.

Рис. 1. Опухоль гибнет при активации золотых наночастиц ИК-лазером. (Иллюстрация Nanotechnology Now).

Биосовместимые золотые наночастицы — идеальное средство доставки тепла в опухоли, поскольку они нетоксичны, стабильны и могут быть покрыты (модифицированы) самыми разными молекулами, способными селективно взаимодействовать с раковыми клетками.

В отличие от традиционных противораковых агентов, наночастицы золота безопасны до тех пор, пока не произошла их активация под действием какого-либо подходящего источника энергии — скажем, ИК-лазерного излучения. Эти активируемые лазером наночастицы уже проходят клинические испытания на людях для избавления от опухолей на голове и шее (эти формы рака считаются в меру поверхностными, поэтому лазерный луч способен достигать своей цели; к тому же при отсутствии жизненно важных органов ИК-лазер не так опасен).

С другой стороны, радиоволны имеют значительное преимущество перед лазером, поскольку они не взаимодействуют с биологическими тканями, то есть способны проникать намного глубже.

Одним из препятствий в использовании активируемых радиоволнами наночастиц золота является их стремление к самоагрегации, уменьшающее их способности к абсорбции энергии с последующей её конвертацией в тепло. Вот почему рассматриваемое исследование имело целью полностью разобраться в причинах, заставляющих золотые наночастицы слипаться, и по возможности разработать меры, препятствующие этому.

Эксперименты показали, что

наночастицы агрегируются главным образом из-за повышенной кислотности внутри эндосом — небольших везикул, доставляющих наночастицы в клетки.

Узнав своего врага, учёные попытались его нейтрализовать, обработав клетки одним из двух препаратов — конканамицином (concanamycin A), антибиотиком, разработанным не для использования на людях, или хлороквином (chloroquine), разрешённым противомалярийным лекарством (оба известны своей способностью предупреждать повышение кислотности в эндосомах). Когда модифицированные этими средствами клетки подвергались воздействию наночастиц с последующей активацией радиочастотой, количество погибших раковых клеток заметно возрастало.

С учётом полученных данных исследователи разрабатывают наночастицы золота с покрытием, которое могло бы эффективно препятствовать агрегации наночастиц золота в кислой среде эндосом (возможно, один из протестированных препаратов удастся ввести в состав покрытия).