Новые методы лечения рака с помощью наномедицины, включающие инъекции крошечных наночастиц, несущих соединения, которые могут отравить раковые клетки, имеют много преимуществ. Эта так называемая фотодинамическая терапия (ФДТ) нетоксична и не требует инвазивной хирургии. Команда под руководством Яна ван Хеста из Технологического университета Эйндховена в сотрудничестве с исследователями из Китая и Великобритании разработала новую наночастицу PDT, которая атакует раковые клетки новым способом: они проникают в клетки и выключают свои электростанции - митохондрии - производя терапия намного эффективнее. Это новое исследование было опубликовано в Angewandte Chemie, пишет medicalxpress.com.
Представьте себе город, в котором работает группа электростанций . Если все станции одновременно отключатся по какой-либо причине, отключится электричество во всем городе. Город остановится, может начаться хаос, но самое главное, город не будет функционировать так, как должен.
Каждую клетку нашего тела можно рассматривать как маленький город. Вместо зданий клетка содержит органеллы, такие как ядро и рибосомы. «Электростанциями» клеток являются митохондрии, которые вырабатывают топливо в виде аденозинтрифосфата (АТФ). Если митохондрии внезапно отключаются, клетке грозит верная смерть - будь то здоровая клетка или раковая клетка.
Это именно то, что Ян ван Хест, возглавляющий Институт сложных молекулярных систем (ICMS) в TU / e, и его исследовательская группа в сотрудничестве с исследователями из Китая и Великобритании стремились к новому подходу к новому лечению рака , называемому фотодинамическим. терапия (ФДТ).
Фотодинамическая терапия
ФДТ - это нетоксичная и неинвазивная альтернатива существующим методам лечения раковых клеток, таким как химиотерапия, лучевая терапия и плановые операции. Для пациента эти методы лечения могут иметь множество побочных эффектов, влияющих на качество их жизни, но, к счастью, в разработке находятся менее абразивные варианты.
При ФДТ пациенту вводят крошечные наночастицы, несущие фотосенсибилизаторы (материал, который реагирует на свет). Когда наночастицы собираются возле раковых клеток, они освещаются лазерным светом и производят особую форму кислорода, которая токсична для раковых клеток и в конечном итоге приводит к их гибели.
В TU / e Ян ван Хест и его исследовательская группа добивались устойчивого прогресса в улучшении подхода PDT, как продемонстрировало исследование, опубликованное в ACS Nano в прошлом году.
Отключение раковых клеток
Однако, создав наночастицы PDT, которые проникают в раковые клетки и разрушают их митохондрии, питающие их энергией, клетки можно быстро «выключить», и эффективность лечения PDT резко повысится. Другими словами, наночастицы могут убивать раковые клетки более целенаправленно и быстрее.
«Основная задача этого исследования заключалась в том, чтобы выяснить, как поместить наночастицу PDT внутрь раковой клетки и, оказавшись внутри клетки, направить наночастицу в митохондрии», - говорит ван Хест. «Оказавшись рядом с митохондриями, фотосенсибилизирующий груз наночастиц может быть активирован с помощью света, который затем отравляет микросреду митохондрий и отключает важнейший источник питания клетки».
Важность флуоресценции
Команда разработала способ изготовления наночастиц в виде биоразлагаемых полимерсом, пустых сфер, которые могут нести лекарства, белки или фотосенсибилизатор.
Однако, в отличие от предыдущих наночастиц, новые версии предназначены для флуоресценции при сборке строительных блоков, из которых они состоят.
Этот флуоресцентный процесс известен как эмиссия, вызванная агрегацией, и реакция эмиссии упрощает отслеживание местоположения наночастиц в ткани.
Чтобы быстро направить наночастицы в митохондрии внутри клетки, команда прикрепила молекулы пиридиния к поверхности наночастиц. Как только наночастицы собираются в митохондриях, их фотосенсибилизирующий груз может быть активирован лазерным светом и эффективно отравить микросреду в раковой клетке. Новое исследование успешно продемонстрировало этот процесс как для экспериментов in vitro, так и in vivo.
Обдумывая будущее лечение
Тем не менее, ван Хест быстро отмечает, что, хотя ФДТ является революционно новым неинвазивным методом лечения, все же существует потребность в других методах лечения. «Эта работа - следующий шаг в разработке эффективных наночастиц ФДТ. В качестве лечения он будет лучше всего работать в сочетании с существующими методами лечения. Что важно, это уменьшит зависимость от лучевой терапии и химиотерапии, которые могут быть полезны только для пациентов».
«Мы все еще нуждаемся в более селективных и эффективных методах лечения рака. ФДТ может быть избирательной и точной с точки зрения нацеливания и уничтожения раковых клеток», - добавляет ван Хест. «Это исследование показывает, что мы можем эффективно разрабатывать материалы, необходимые для создания самособирающихся наночастиц с высокой эффективностью, когда дело доходит до уничтожения раковых клеток ».
Конечно, эти результаты мотивируют дальнейшие исследования и разработки наночастиц, их отслеживания и эффективности.
Но когда дело доходит до митохондрий или электростанций раковых клеток , их будущее выглядит не очень радужным. Их огни могут вот-вот погаснуть.
