Новый эксперимент с культурами раковых клеток открывает необычный путь борьбы с опасным заболеванием. Международная группа исследователей из Белоруссии и США придумала, как выборочно взрывать злокачественные клетки изнутри.

"Нацеливание на единичную клетку является одним из наиболее важных преимуществ наномедицины, и наш подход обещает, что сможет достичь эффекта локализованного внутри отдельной клетки, — говорит ведущий исследователь проекта Дмитрий Лапотко, работающий сейчас в университете Райса (Rice University). — Идея заключается в том, чтобы лечить нездоровые клетки на ранней стадии болезни, до момента, когда она начинает прогрессировать, а состояние человека крайне ухудшится".

Ещё в прошлом году Дмитрий и его коллеги установили, что плавающие в биологической среде наночастицы золота при облучении ярким лазером с определёнными параметрами, мгновенно создают вокруг себя раскалённые пузырьки пара, названные учёными плазмонные нанопузыри (plasmonic nanobubbles — PNB).

При определённых настройках PNB могли эффективно разрушать клетки, что сперва было продемонстрировано на примере атаки на артериальную бляшку, сообщают экспериментаторы в пресс-релизе университета. Множество наночастиц золота, вспыхивающих под лазерным лучом, работали, по определению Лапотко, словно отбойный молоток.

Опыт с разрушением артериальной бляшки. Слева: часть кровеносного сосуда под микроскопом (при внешнем освещении). Наночастицы поступают слева, "силовой" лазер светит сверху. Справа: та же сцена после выключения внешней подсветки, в кадр попала одна из вспышек нанобомбы (кадры D. Lapotko/Rice University).

Теперь же авторы PNB модифицировали свою идею. Ранее уже было доказано, что наночастицы золота, оснащённые специфическими антителами, могут целенаправленно прицепляться к раковым клеткам (и даже проникать в них), игнорируя при этом здоровые. Только раньше золотым крупицам прочили лишь роль в диагностике, но Лапотко со товарищи создали такие "умные" наночастицы сразу для двух целей.

В новых экспериментах на раковых клетках исследователи показали, что при одном уровне облучения золотые наночастицы создают вспышки, достаточно яркие, чтобы их можно было снимать на видео через микроскоп (и это диагностическая ипостась разработки), а при росте мощности лазера те же частицы уничтожают найденные клетки (и это уже терапия). Последний приём, к слову, схож с идеями железных и углеродных нанобомб.

Такую двойственную роль своих золотых наночастиц учёные из Белоруссии и США назвали theranostics process (комбинация терапии и диагностики). Учёные испытали этот метод на лейкемических клетках и раковых клетках головы и шеи, найдя его эффективным (детали — в статье в Nanotechnology).

Взрыв, инициируемый кластером золотых наночастиц, длится несколько наносекунд. Цветными стрелками на рисунках показаны лучи диагностического и терапевтического лазеров, отличающиеся по мощности (иллюстрации Dmitri Lapotko, Jason Hafner).