Цивилизация
Исследователи Массачусетского технологического института разработали наночастицы, которыми можно управлять дистанционно. Эти частицы под воздействием электромагнитного излучения способны высвобождать противораковые лекарства в для подавления раковых клеток.
Большой массив ранее проделанной работы привел Сангету Батию, профессора совместного отдела Массачусетского и Гарвардского университетов по исследованиям в области технологий здоровья, к созданию наночастиц, приспособленных для перемещения в кровеносных сосудах организма к участкам пораженных тканей, где они концентрируются. Массивы таких частиц помогают онкологам диагностировать ранние стадии заболевания с помощью методик на основе ядерного магнитного резонанса.
Следующим этапом работ стало выполнение обратной задачи – не получение сигналов от частиц, но передача информации микроскопическим объектам, об успешном завершении которого исследователи сообщили в новом выпуске Advanced Materials.
«Газета» уже писала о методе гипертермии, применяющемся при лечении раковых заболеваний, однако в этот раз механизм действия наночастиц существенно сложнее: суперпарамагнитные нанообъекты нагреваются под воздействием низкочастотного электромагнитного поля. Выделившееся тепло приводит к разрыву связей между этими частицами и молекулами физиологически активных веществ, прикрепленных к ним, которые в свою очередь и воздействуют на раковую опухоль. Электромагнитные волны, применяемые в методике, имеют диапазон 300-400 кГц, что соответствует диапазону радиоволн. Таким образом, электромагнитное излучение не наносит вреда человеческому организму, избирательно действуя на наночстицы.
Связи между наночастицами и лекарственными молекулами осуществляются с помощью цепочек ДНК, одна из которых привязана к молекуле вторая к наночатсице. Нагревание приводит к разрыву водородных связей, удерживающих куски ДНК вместе, и высвобождает лекарственное средство.
Существенным преимуществом связей между лекарствами и наночастицами с помощью нитей ДНК является то, что эту связь можно настроить на определенную частоту. Чем больше длина участков ДНК, связывающих наночастицу и молекулу ФАВ (физиологически активного вещества), тем больше единичных водородных связей между ними, тем сильнее взаимодействие, тем большее количество тепла нужно для разрыва связи.
Одна наночастица, таким образом, может нести на себе несколько различных лекарств, каждое из которых высвобождается по мере необходимости под воздействием радиоизлучения различной длины волны.
Несмотря на то, что работа демонстрирует принципиальную возможность удаленного контроля наночастиц и возможность «настройки» частиц на нужную частоту, исследователям предстоит проделать массу работы до внедрения технологии в клиническую практику. Так наночастицы должны образовать достаточно большой агломерат в организме перед воздействием радиоволн, в противном случае их нагревания не произойдет.
Создание эффективных механизмов агломерации частиц в нужном месте в нужное время – основная цель дальнейших работ по созданию многофункциональных лекарственных нанопрепаратов.
