Троянский конь вытопчет раковую клетку
Российские ученые открыли возможность убивать клетки рака изнутри
Нет, история, мифология и литература, конечно же, свидетельствуют: троянский конь не мог ничего вытоптать. Он был деревянный - и вообще обманка для противника. Военная хитрость.
Однако российские физики исправили этот исторический недочёт. Они создали такого "троянского коня", который сам собою пробирается в раковую клетку и вытаптывает её изнутри. Или выжигает - возможна и такая опция. Или доставляет туда лекарственные препараты, словно ахейских воинов хитроумного Одиссея.
Впрочем, результат один и тот же, что достигли ахейцы в Трое, - вредная клетка погибает. Разница лишь в том, что она не оставляет после себя даже легенды.
Как же это происходит?
"Троянцы" из кремния. И пористые
Как рассказал Царьграду руководитель группы исследователей, профессор кафедры низких температур и сверхпроводимости физфака МГУ имени Ломоносова Виктор Тимошенко, основной механизм воздействия на клетку действительно напоминает то, что сотворил легендарный троянский конь.
Смысл метода состоит в том, что создаются частицы пористого кремния в масштабе нано - буквально в считанные нанометры. По своим свойствам эти частицы обладают эффективной фотолюминесценцией и одновременно усилителями воздействия терапевтического ультразвука. Иначе говоря, светом и звуком от этих частиц можно добиваться какого-либо полезного эффекта.
Какого - об этом Царьграду рассказал сам профессор Тимошенко: "Сами по себе частицы не обладают терапевтическим свойством, но зато являются совершенно безвредными и при этом растворяются, и не токсичны. Этого - уже немало, потому что многие другие частицы не растворяются. И в лучшем случае получается, что они вошли и вышли, а в худшем, что чаще и происходит, они накапливаются в организме в нежелательных местах, что нередко плохо кончается. Например, мутациями".
А дальше, рассказал учёный, "мы как физики сообразили, опираясь на наши чисто физические эксперименты, размышления, на специальные обсуждения с биологами, что эти частицы можно использовать как усилители тех стандартных воздействий, которые сейчас используются в медицине".
А стандартные воздействия в медицине, в общем, известны. Это уничтожение раковых клеток разными способами. Химическим - та самая химиотерапия, которая сама по себе является тяжелейшей нагрузкой на организм. Радиологическим, когда клетки выжигают облучением различной степени тяжести - тоже не подарок для биологической системы, когда в неё вторгаются лучи высоких энергий. Лазерным - у которого свои немалые ограничения. И так далее.
Беды этих методов в целом похожи - неизбирательное воздействие, когда наряду с раковыми клетками убиваются и здоровые, да и в целом наносится вред организму.
В данном же случае инструмент воздействия - пористый кремниевый "нанотроянец" - доставляется непосредственно в патологическую клетку. И если наночастице передать каким-то образом приказ действовать - он и начнёт убивать органеллы. Которые в случае с онкологией другой участи, собственно, и не заслуживают.
И диагностика, и терапия
"Довольно много времени мы посвятили решению вопросов проникновения наших частиц в клетку, - отметил Виктор Тимошенко. - Выяснилось, что при определённом размере они проникают в клетку за несколько часов, и клетка их поглощает. И при этом клетка не погибает, а даже делится".
В итоге были созданы наночастицы, которые в раковые клетки проникают с большей активностью, чем в здоровые. Или, точнее, раковые клетки поглощают их на 20 - 30 процентов охотнее, нежели здоровые.
Это, кстати, помимо всего прочего, позволяет эффективно диагностировать рак на ранней степени его развития.
Следующий шаг был логичен: добиться позитивного эффекта, тем или иным способом влияя на свойства наночастиц. Образно говоря, найти способ отдать "воинам" необходимый "приказ", когда они находятся уже внутри раковой "Трои".
Это удалось сделать российским учёным. "Мы выяснили, что они проникают в клетки, в том числе раковые, и мы эти частицы можем активировать - вот как троянского коня. А далее они начинают эту клетку разрушать при определённом режиме воздействия", - поведал профессор Тимошенко.
Начали с фотовоздействий, рассказал он. "Есть такая фотодинамическая терапия - когда очень активно генерируются активные формы кислорода, и они выжигают органику. В данном случае - раковые клетки. В общем, в данном случае фотохимия действует, - резюмировал исследователь, добавив далее, - но воздействия могут быть разные - светом, ультразвуком, или - последние наши работы - радиоизлучением. Таким образом, наша наночастица взаимодействует с физическими полями и производит нужное воздействие на клетку".
Благодаря этому в раковой опухоли происходит разрушение внутриклеточных органелл. По сути - их структуры. После этого клетка погибает.
Действительно - троянский конь, из которого выпрыгивают воины и разрушают Трою изнутри…
Почтовые услуги заказывали?
Но кроме своей безвредности, способности проникать в клетку и расковыривать её изнутри, полученные учёными наночастицы обладают ещё одним ценным свойством: они позволяют прикреплять к своей поверхности различные полезные вещества или биомолекулы. Например, антитела. Поскольку такие "пористые троянцы" в состоянии добраться, так сказать, до нужного "дома", то они могут доставить в него и "посылочку" - полезную или вредную в зависимости от назначения.
"Тут мы, конечно, сотрудничаем и с биологами, и с медиками, - прокомментировал эту сторону дела Виктор Тимошенко. - Например, предпоследняя наша работа заключалась в том, что мы пористые частицы зарядили лекарствами. То есть они служили транспортным контейнером и доставляли лекарство прямо в клетку. А дальше мы их нагревали либо светом, либо радиоволнами и таким образом скомбинировали эффекты: убивали раковые клетки, а разогревом стимулировали выделение противоопухолевого лекарства".
"Это привело к полному уничтожению раковой опухоли", - подчеркнул учёный.
К полученным наночастицам можно будет прикреплять самые разные вещества-лекарства, что позволит вести локальную химио- и радиотерапию на клеточном уровне, говорят исследователи. И тем самым избавляться от основных негативных факторов в лечении рака, которые и делают избавление от этой опасной болезни таким сложным и тяжёлым.
Работа была выполнена сотрудниками физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова в кооперации с учеными из НИЯУ МИФИ (г. Москва), ИТЭБ РАН (г. Пущино), Университета Лиона (Франция) и Тринити-колледжа Дублина (Ирландия) и поддержана грантом Российского научного фонда.