Лазерный мир

Ученые из Стэнфордского университета разработали новую лазерную терапию, которая уничтожает раковые клетки, но не повреждает здоровые. Новое неинвазивное лечение описано в исследовании, опубликованном в онлайн-издании Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

«Одна из давних проблем в медицине заключается в том, как вылечить рак, не нанося вреда нормальным тканям организма, — говорит Хонджи Дай, адъюнкт-профессор химии в Стэнфорде и соавтор исследования. «Стандартная химиотерапия уничтожает как раковые, так и нормальные клетки. — Вот почему пациенты часто теряют волосы и страдают от множества других побочных эффектов. Для нас важно было найти способ избирательно убивать раковые клетки и не повреждать здоровые».

Для эксперимента PNAS Дай и его коллеги использовали базовый инструмент нанотехнологий — углеродные нанотрубки, синтетические стержни, ширина которых составляет всего половину толщины молекулы ДНК. Тысячи нанотрубок могут легко поместиться внутри обычной клетки.

Интересное свойство углеродных нанотрубок заключается в том, что они поглощают световые волны ближнего инфракрасного диапазона, которые немного длиннее видимых лучей света, и безвредно проходят через наши клетки. Но направьте луч ближнего инфракрасного света на углеродную нанотрубку, и результаты будут впечатляющими. Электроны в нанотрубке возбуждаются и начинают выделять избыточную энергию в виде тепла.

В ходе эксперимента исследователи из Стэнфорда обнаружили, что если поместить раствор углеродных нанотрубок под лазерный луч ближнего инфракрасного диапазона, раствор нагреется примерно до 158 градусов по Фаренгейту (70°C) за две минуты. Когда нанотрубки помещали внутрь клеток и облучали лазерным лучом, клетки быстро разрушались под воздействием тепла. Однако клетки без нанотрубок не показали никаких эффектов при облучении ближним инфракрасным светом.

«На самом деле это довольно просто и удивительно, — отмечает Дай. — Мы используем неотъемлемое свойство нанотрубок для разработки оружия, которое убивает рак».

Чтобы гарантировать, что в ходе эксперимента были уничтожены только больные клетки, ученым пришлось найти способ выборочной доставки углеродных нанотрубок в раковые клетки, а не в здоровые. Дай и его коллеги добились этого, выполнив небольшую биохимическую хитрость. В отличие от нормальных клеток, поверхность раковой клетки содержит многочисленные рецепторы для витамина, известного как фолат. Исследователи решили покрыть нанотрубки молекулами фолата, которые будут притягиваться только к больным клеткам с рецепторами фолата.
Эксперимент сработал, как и было предсказано. Большая часть нанотрубок, покрытых фолиевой кислотой, оказалась внутри раковых клеток, минуя нормальные клетки — как троянские кони, пересекающие линию фронта. Как только нанотрубки были помещены внутрь, исследователи направили лазер ближнего инфракрасного диапазона на раковые клетки, которые вскоре нагревались и погибали.

Одним из примеров является лимфома, или рак лимфатической системы. Как и многие виды рака, клетки лимфомы имеют четко определенные поверхностные рецепторы, которые распознают уникальные антитела. При присоединении к углеродной нанотрубке антитело будет играть роль троянского коня.

Исследователи из Университета Райса недавно провели аналогичный эксперимент на мышах с раковыми опухолями. Вместо углеродных нанотрубок команда Райс ввела в опухоли нанооболочки с золотым покрытием и подвергла животных воздействию ближнего инфракрасного света в течение нескольких минут. Опухоли исчезли в течение 10 дней, не повредив ни одной здоровой ткани.

«Лазер, который мы использовали, представляет собой 3-сантиметровый луч, который удерживается как фонарик, — отмечает эксперт. — Мы можем взять луч и поместить его куда угодно. Мы можем направить его на локальный участок кожи или внутрь внутреннего органа с помощью волоконно-оптического устройства».

Источник: https://med-heal.ru/archives/45153