Руски учени създават нанодискове за унищожаване на злокачествени тумори

Учени от Красноярския научен център на Сибирския клон на Руската академия на науките създават дискове за наноскалпел, които изгарят раковите клетки. Екипът определя магнитните нанодискове като изключително обещаващи в сферата на микрохирургията на злокачествени нови образувания.

Магнитните нанодискове

Екипът от изследователи създава дискове за наноскалпел, които изгарят раковите клетки. Това става след задълбочено проучване от тяхна страна на световната литература. Изследователите преглеждат стотици научни публикации, посветени на въпросите за използването на наночастици и нанодискове в лечението на злокачествени нови образувания. Анализът им показва, че новото поколение наночастици помагат при микрохирургичното лечение на рака, както и това, че нанодисковете унищожават по-ефективно раковите клетки от конвенционалните наночастици.

Една от най-обещаващите и бързо развиващи се в последните години области, когато става дума за лечение на рак, е отстраняването на тумори с наночастици. Както подчертават специалистите, задачата на подобен хирургичен инструмент е да разпознава туморните клетки и да ги унищожава под въздействието на външни сили, например, магнитното поле. Затова се използват магнитни наночастици, които биват загрявани до критични за туморите температури или под въздействието на магнитното поле механично убиват раковите клетки.

В тази област безспорен лидер са магнитните нанодискове. Те са и изключително перспективни.

Нанодисковете се състоят от два метални слоя инертни метали. Магнитният материал между тях им предава уникални свойства. Свойствата, които позволяват дистанционно управление на частиците и превръщат дисковете в идеален инструмент за лечение на ракови клетки, са високата степен на намагнитване и отсъствието на остатъчно намагнитване след като бъде изключено магнитното поле.

Начин на действие

След като попаднат в кръвта, задачата на нанодисковете е да достигнат директно до клетките на тумора, но не и да се разпръснат из целия организъм. Затова им помагат ДНК или РНК аптамерите, които разпознават тумора и свързват нанодисковете директно с него. Аптамерите играят и още една съществена роля в процеса. Те увеличават биосъвместимостта на дисковете и намаляват токсичността им.

Ниската токсичност и биосъвместимостта на магнитните нанодискове, свързани с аптамери, е предпоставка за създаването на наноскалпел за микрохирургия на туморите. Учените разясняват, че той трябва да притежава три основни качества:

• да е миниатюрен, с нано и микроразмери
• да може да се управлява дистанционно
• да се насочва само към туморни клетки

Тези качества са характерни за структурата на магнитните нанодискове.

Според изследователите подобен наноскалпел ще бъде безопасен инструмент за лечение и за визуализация на злокачествени образувания.

Мнението на учените

Един от авторите на разработката е д-р Анна Кичкайло (на снимката). Тя е доктор на биологичните науки и водещ научен сътрудник в Красноярския научен център. Ръководител е на лабораторията по биомолекулярни и медицински технологии. Изследователските й интереси са насочени към селекцията на ДНК аптамерите и използването им за диагностика и лечение.
Д-р Кичкайло обяснява, че успехът при лечението на онкологичните заболявания зависи от това колко е ефективно унищожаването на всички ракови клетки. „Задачата ни е да създадем хирургически инструмент, който работи на принципа „намери и обезвреди“ и това може да бъде наноскалпелът“.

Анна Кичкайло разказва, че екипът се е запознал с всички материали по темата. Целта е била да разберат какви характеристики трябва да имат нанодисковете, които ще се използват за лечение на раковите клетки. Следващата стъпка на учените е да изберат оптималните размери и дебелината на слоевете. Прототипите на нанодисковете са готови и тествани.

„Предварителните резултати показват, че те работят ефективно и селективно унищожават раковите клетки. До момента сме провели тестове в клетъчни култури и мишки. В началото мислехме, че когато нанодискът се активира, клетките около тумора също ще бъдат засегнати, но това не се случи. Унищожена беше само раковата клетка, а здравите продължават да растат“, разказва д-р Кичкайло.

Резултатите от изследването са публикувани в списанието Nanomaterials.

Има нужда от създаването на нов подход, който е способен да отстрани изцяло туморните тъкани като уврежда здравите минимално. Наноскалпелът е точно този нов инструмент, посочва екипът.