Рентген-индуцируемая ФДТ проникает на любую глубину
Многослойные наночастицы, разработанные исследователями из университета Джорджии под руководством доктора Цзиня Се (Jin Xie), позволяют использовать фотодинамическую терапию для уничтожения опухолей, локализующихся в глубоких тканях организма.
Традиционные подходы к лечению злокачественных опухолей, такие как химио- и радиотерапия, повреждают здоровые ткани, вызывая у пациентов тяжелые побочные эффекты. Этой проблемы позволяет избежать фотодинамическая терапия, прицельно воздействующая на злокачественные клетки. Данный подход заключается во введении в кровоток или нанесении на кожу пациента фотосенсибилизирующих молекул, активирующихся под действием света определенной длины волны. В результате активации терапевтические молекулы передают часть своей энергии находящимся в непосредственной близости от них молекулам кислорода, что приводит к формированию активных форм кислорода, уничтожающих окружающие клетки.
Однако существующие фотосенсибилизаторы работают только под действием видимого света или света ближней инфракрасной области спектра, способного проникать в толщу ткани только на несколько миллиметров. После этого он абсорбируется или рассеивается. Поэтому традиционная фотодинамическая терапия применима только к опухолям кожи или расположенным близко к поверхности тела.
Для того, чтобы иметь возможность проникать в глубокие ткани организма исследователи задались целью создать фотодинамические агенты, активирующиеся под действием рентгеновских лучей. В прошлом году они разработали такие наночастицы, однако для их активации была необходима доза облучения в 5 грей, что соответствует или даже превышает обычную фракционную дозу, применяемую в традиционной радиотерапии.
Не удовлетворенные результатом авторы решили разработать более чувствительный и пригодный для клинического применения фотодинамический агент, активирующийся под действием более низких доз рентгеновского излучения.
Они начали с ядра из активированного европием алюмината стронция (SAO), поглощающего рентгеновское излучение и переизлучающего его на более длинных видимых длинах волн. В водной среде это соединение быстро подвергается гидролизу, поэтому состоящее из него ядро было решено покрыть тонким слоем твердого диоксида кремния (голубого цвета), поверх которого нанести слой мезопористого диоксида кремния (темно-серого цвета). Поры внешнего слоя наночастиц заполнили красителем мезоцианином (коричневые сферы), поглощающим испускаемый ядром свет с длиной волны 540 нанометров и запускающим продукцию активных форм кислорода (рисунок из статьи в Nano Letters).
Получившийся в результате противоопухолевый агент протестировали на мышах с имплантированными глиобластомами. Препарат наночастиц вводили непосредственно в опухоль, после чего на зону введения однократно воздействовали рентгеновским излучением в дозе 0,5 грей. Через 12 дней после проведения процедуры размеры опухолей уменьшались до 60% от изначального размера, а через 16 дней часть из них уже не выявлялась. У не получавших никакого лечения животных группы контроля наблюдался быстрый рост опухолей. Размеры опухолей также увеличивались у животных, которых подвергли воздействию низкой дозы рентгеновского излучения без введения наночастиц, что свидетельствовало об отсутствии терапевтического эффекта у облучения. В то же время введение наночастиц не вызывало развития побочных эффектов.
В настоящее время авторы занимаются разработкой модификации наночастиц, пригодных для введения в кровоток пациента и способных находить опухоль за счет прикрепленных к ним антител.
Статья Hongmin Chen et al. Nanoscintillator-Mediated X-ray Inducible Photodynamic Therapy for In Vivo Cancer Treatment опубликована в журнале Nano Letters.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Chemical & Engineering News:
Nanoparticle Takes Photodynamic Therapy To Deep Tumors.
26.03.2015