Корейский научно-исследовательский институт стандартов и науки успешно разработал наноматериал, способный одновременно диагностировать рак, лечить его и стимулировать иммунный ответ. В отличие от традиционных наноматериалов, которые выполняют только одну функцию, новый материал значительно повышает эффективность лечения и может стать платформой для терапии рака нового поколения с использованием нанотехнологий.
Исследование [опубликовано](https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1385894724106286) в журнале Chemical Engineering Journal.
Существующие методы лечения рака
В настоящее время лечение рака включает в себя хирургическое вмешательство, лучевую терапию и химиотерапию. Однако эти методы имеют существенные ограничения, поскольку воздействуют не только на раковые очаги, но и на здоровые ткани, что приводит к значительным побочным эффектам.
Нанотехнологии в лечении рака
Использование наноматериалов стало технологией нового поколения, направленной на преодоление ограничений традиционных методов лечения. Благодаря физическим и химическим свойствам наноматериалов можно точно нацеливать и доставлять лекарства к раковым клеткам и поражённым участкам.
Кроме того, теперь возможно персонализированное лечение, основанное на индивидуальных генетических профилях, что предлагает терапию, значительно снижающую побочные эффекты и повышающую эффективность по сравнению с традиционными методами.
Новый наноматериал от KRISS
Группа Nanobio Measurement из Корейского научно-исследовательского института стандартов и науки разработала новый наноматериал, который не только позволяет осуществлять мониторинг и лечение раковых очагов в режиме реального времени, но и активирует систему иммунного ответа.
Наноматериал представляет собой трёхслойный нанодиск (AuFeAuNDs), в котором между слоями золота (Au) вставлено железо (Fe). Конструкция наноматериала, в которой железо находится в центре дискообразной структуры, обеспечивает превосходную структурную стабильность по сравнению с традиционными сферическими материалами.
Применение магнита вблизи опухоли позволяет легко притягивать наноматериал за счёт магнитных свойств железа, что дополнительно повышает эффективность лечения.
Нанодиск оснащён возможностями фотоакустической визуализации, что позволяет в режиме реального времени наблюдать как за расположением опухоли, так и за процессом доставки лекарства.
Используя эту функцию, лечение можно проводить в оптимальное время, когда наноматериал достигает места опухоли, что максимизирует его эффективность. В экспериментах на животных исследовательская группа успешно отслеживала накопление наночастиц в месте опухоли с течением времени с помощью фотоакустической визуализации, определив, что наиболее эффективное время для лечения — шесть часов после введения материала.
Более того, этот нанодиск может выполнять три различных терапевтических механизма интегрированно, что, как ожидается, позволит лечить различные типы раковых клеток, в отличие от материалов, ограниченных одной терапией. В то время как традиционные наноматериалы используют только фототермическую терапию (PTT), которая включает нагрев золотых частиц для уничтожения раковых клеток, нанодиск, разработанный исследовательской группой, также может выполнять химическую динамическую терапию (CDT) за счёт использования свойств железа для индукции окисления внутри опухоли, а также терапию ферроптоза.
После лечения нанодиск также стимулирует выработку веществ, участвующих в иммунном ответе. Разработанный нанодиск побуждает раковые клетки высвобождать молекулярные паттерны, связанные с опасностью (DAMPs), когда они погибают, что помогает организму распознавать эти же раковые клетки и атаковать их в случае рецидива. В экспериментах на животных исследовательская группа подтвердила, что генерация предупреждающих сигналов через нанодиск привела к увеличению количества иммунных клеток до трёх раз.
Первый автор доктор Ли Ын Сук заявила: «В отличие от традиционных наноматериалов, которые состоят из одного элемента и выполняют только одну функцию, материал, разработанный в этом исследовании, использует объединённые свойства золота и железа для выполнения нескольких функций».
Предоставлено Национальным советом по научным и технологическим исследованиям.