Американские ученые развили «коктейль» наночастиц, сотрудничающих в кровотоке, чтобы искать, придерживаться и убить опухоли рака.Газета, описывающая результаты проекта, финансировавшегося Национальным Онкологическим институтом Национальных Институтов Здоровья, должна появиться в aпредстоящая проблема печати Продолжений Национальной академии наук, PNAS, между тем онлайн-версии была видимой с тех пор28 декабря. Команда позади исследования включает химиков из Калифорнийского университета, Сан-Диего (UCSD), биоинженеров от
Массачусетский технологический институт (MIT) и биологи клетки из Калифорнийского университета, Санта-Барбара (UCSB).Ведущий автор бумаги, доктор Майкл Сэйлор, преподаватель химии и биохимии в UCSD, сказал СМИ, что исследование описывает:«Первый пример преимуществ использования совместной наносистемы, чтобы бороться с раком».Наносистема использует частицы, размер которых измеряется в миллимикронах. Миллимикрон равен миллионному из метра или миллионный из миллиметра,таким образом, частица нескольких миллимикронов в тысячу раз меньше, чем толщина единственных человеческих волос.
В их исследовании Матрос и коллеги описывают, как они разработали систему, включающую два различных типов наноматериала: один разработанный, чтобы определить местонахождение ипридерживайтесь опухолей у мышей и другого, чтобы убить те опухоли.Это не первый раз, когда исследователи проектировали наноустройства, чтобы быть свойственными больным клеткам или поставить препараты, предназначенные для определенных больных клеток в то время какоставляя здоровые в покое, но до сих пор, при попытке объединить их, исследователи нашли, что устройства не помогли друг другу.Изучите соавтора доктора Сэнгиту Бхэтию, врача, биоинженера и преподавателя Медицинских наук и Технологии в Институте Коха ИнтегральногоИсследования рака в MIT и Говард Хьюз Медицинский Следователь Института, описали проблему конфликтных устройств:«Например, наночастица, спроектированная, чтобы циркулировать через тело больного раком в течение длительного периода времени, более вероятно, столкнется с aопухоль."
Но, как она объяснила:«Та наночастица может не быть в состоянии придерживаться опухолевых клеток, как только она находит их. Аналогично, частица, спроектированная, чтобы придерживаться плотно опухолей, можетне быть в состоянии циркулировать в теле достаточно долго, чтобы столкнуться с тем во-первых."
Идея коктейля уже работает хорошо с препаратами: когда единственное лекарственное средство не будет работать, доктор будет часто предписывать комбинацию нескольких препаратов,который в случае рака, служите, чтобы или заняться единственным аспектом болезни или напасть на различные функции одновременно; так или иначе,совместное воздействие больше, чем любое лекарственное средство самостоятельно.Другая проблема в лечении опухолей с наночастицами состоит в том, что иммунная система имеет клетки, названные мононуклеарными фагоцитами, делающими то же им какчто они разработаны, чтобы сделать с раковыми клетками: они выслеживают их и вынимают их из кровообращения, останавливающего их достигающий ихцель.Таким образом одна из целей дизайна новой совместной наносистемы состояла в том, чтобы развить два наноматериала, которые будут сотрудничать, чтобы преодолеть этопроблема, а также другие. Эта часть работы была во главе с парком Ji Ho, аспирантом в лаборатории Матроса UCSD и Джеффри фон Малцаном, aаспирант в лаборатории MIT Бхэтии.
Один из наноматериалов сделан из золотой нанопалочки «активаторами», просачивающимися в опухоль через ее негерметичные кровеносные сосуды и собирающимися там, до в конечном счететам достаточно, чтобы покрыть целую опухоль. Эти нанопалочки являются небольшими фототепловыми антеннами, поглощающими иначе безопасное инфракрасное лазерное облучениеи подогрейте опухоль.Исследователи ввели золотые нанопалочки в мышей с эпителиальными опухолями, и позвольте им циркулировать в их кровотоке в течение трех дней (таким образом, они проникалии покрытый опухоли), тогда подогрел их со слабым лазерным лучом, чтобы делать чувствительным опухоли.
Они нашли, что «местное нагревание опухоли ускоряет задействование второго компонента», который они тогда ввели в мышей.Они назвали этот второй наноматериал «отвечающим организмом»: это включило наночастицы, покрытые молекулой, предназначавшейся для пастеризованной опухоли. Онииспользуемый два типа чувствительных наночастиц: или оксид железа «нанособирает червей», которые освещают в просмотре ЯМР, или загруженных доксорубицином липосомах, полостинаночастицы загружаются доксорубицином лекарства от рака.
Исследователи показали, что загруженный лекарственным средством отвечающий организм смог найти опухоль, арестовать ее рост и затем сократить ее. Матрос сказал, что наночерви будутбудьте полезны, чтобы помочь врачам определить местонахождение и идентифицировать опухоли и измерить свой размер и форму перед операцией, тогда как полые наночастицы могли использоватьсяубить опухоли без потребности в хирургии.
Он описал совместную систему активатора и чувствительных наноматериалов как походящий немного на солдат, нападающих на вражескую основу: одна единица находит, и другой устраняет врага:«Золотые нанопалочки являются Спецназом, входящим сначала, чтобы отметить цель», сказал Матрос.«Тогда Военно-воздушные силы летят в доставить бомбу с лазерным наведением. Устройства разработаны, чтобы минимизировать сопутствующий ущерб к остальной части тела», ондобавленный.
Исследователи сказали, что это исследование было значительно, потому что, поскольку Матрос объяснил:«Это – первый пример объединенной, наносистемы с двумя частями, которая может произвести длительное сокращение объема опухоли у живых животных».«Совместная система наноматериала, чтобы делаться чувствительным, предназначайтесь и лечите опухоли».Парк Ji Ho, Джеффри фон Малцан, Мэри Цзюэ Сюй, Валентина Фогэл, Venkata Ramana Kotamraju, Erkki Ruoslahti, Сэнгита Н. Бхэтия и Майкл Дж.
Матрос.PNAS издал онлайн перед печатью 28 декабря 2009.DOI:10.1073/pnas.0909565107
Источник: MIT.