Небо в наноалмазах: меланому предложили лечить с помощью нагрева лазером

Лазеры в медицине, Лазеры в науке Комментарии к записи Небо в наноалмазах: меланому предложили лечить с помощью нагрева лазером отключены

Российские ученые предложили простой и быстрый способ синтеза золотых плазмонных наноалмазов. Эти гибридные наноматериалы могут потенциально применяться в терапии меланомы с помощью нагревания. Новые материалы способны выполнять сразу две задачи — нагревать раковую опухоль и измерять ее температуру. Эксперименты на лабораторных животных показали: после введения в опухоль наноалмазов и их последующего нагрева рост новообразования замедлился на 65,22%.

Как лечить рак с помощью нагрева

Для диагностики и борьбы с меланомой врачи сочетают разные виды терапии, в том числе применяют гипертермию — локальный нагрев опухоли. В область опухоли вводятся специальные наноматериалы, в данном случае золотые наночастицы, способные преобразовывать световую энергию в тепловую. Таким образом они повышают температуру злокачественного образования от 40 до 50 °C. От этого структура белка разрушается и опухолевая клетка уничтожается. При этом важно контролировать степень нагрева в реальном времени, рассказала «Известиям» первый автор исследования, младший научный сотрудник физического факультета ИТМО Елена Герасимова.

— От температуры зависят процесс деления клеток, экспрессия генов, метаболизм и вид клеточной смерти. Последнее влияет на то, оставят ли злокачественные клетки после себя продукты распада, что сказывается на эффективности лечения. К тому же перегрев здоровых клеток и тканей может привести к нежелательным побочным эффектам, — сказала специалист.

Для контроля нагрева применяют разные методики — например, флуоресцентные квантовые точки, рамановскую или сканирующую зондовую спектроскопию. Но у каждого способа есть недостатки. Рамановскую спектроскопию и флуоресцентные методы трудно адаптировать к клеткам из-за высокой чувствительности к фоновым сигналам и окружающей среде, а сканирующая зондовая спектроскопия может повредить живые клетки.

Ученые ИТМО создали многофункциональный наноматериал, который сможет решать сразу две задачи — локально нагревать опухоль и ткань как плазмонные наночастицы и измерять температуру как флуоресцентный наноалмаз.

— Мы проверили работу плазмонных наноалмазов в нескольких экспериментах с линией опухолевых клеток и тканей меланомы B16/F10 вне живого организма. Чем больше мощность лазера, тем ниже выживаемость опухолевых клеток: процент жизнеспособных клеток составил 62,2% для наноалмазов, покрытых сплошь золотом, и 51,32% для золотых наноалмазов с прослойкой диоксида кремния, — рассказала Елена Герасимова.

Что такое наноалмазы

Разработка представляет собой наноалмазы с двумя видами покрытия: в первом случае поверхность укутана сплошной золотой оболочкой, во втором — покрыта россыпью наночастиц из золота и прослойки диоксида кремния. Последний защищает наноалмаз от внешних зарядов и помогает точнее измерять температуру.

Предложенная учеными ИТМО методика проста в использовании, так как требует всего одного лазера для нагревания и термических измерений. Также новый метод позволяет наращивать золотые наночастицы нужного размера и таким образом изменять их способность нагреваться.

— Также мы протестировали гибридные наноматериалы на четырех группах мышей с меланомой. Первая группа осталась без лечения, вторую облучили лазером, третьей ввели плазмонные наноалмазы, четвертая получила наноматериалы и нагрев лазером. В сравнении с отсутствием терапии эффективной оказалась последняя комбинация — рост опухоли замедлился на 65,22%, — отметила Екатерина Герасимова.

Лечение опухолевых заболеваний

Известно, что золото проявляет плазмонный резонанс (возбуждение поверхностных колебаний электронной плотности) в области, близкой к красному диапазону видимого спектра, рассказал старший научный сотрудник НИЦ «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС Андрей Матвеев.

— Поэтому, используя эти наночастицы для гипертермии, можно применить лазер с красным излучением, которое глубже проникает в ткани, и проводить терапию не только поверхностных опухолей, — сказал он.

Источник: https://iz.ru/1753671/mariia-nediuk/nebo-v-nanoalmazakh-melanomu-predlozhili-lechit-s-pomoshchiu-nagreva

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.rf.mail@yandex.ru

Back to Top