В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Advanced Functional Materials, подробно описывается первая успешная демонстрация биомедицинского использования золотых нанотрубок на мышиной модели рака человека.
Ведущий автор исследования доктор Сунцзе Е, работающий в Школе физики и астрономии и Институте биомедицинских и клинических наук Лидса при Университете Лидса, сказал: «Высокая частота рецидивов опухолей после хирургического удаления остается серьезной проблемой при онкологических заболеваниях. терапия. Химио- или лучевая терапия часто назначается после операции, чтобы предотвратить это, но эти методы лечения вызывают серьезные побочные эффекты.
Золотые нанотрубки, то есть золотые наночастицы с трубчатой структурой, напоминающей крошечные соломинки для питья, могут повысить эффективность этих традиционных методов лечения за счет интеграции диагностики и терапии в единую систему."
Исследователи говорят, что в основе исследований лежит новый метод контроля длины нанотрубок. Контролируя длину, исследователи смогли создать золотые нанотрубки нужных размеров, чтобы они могли поглощать свет, называемый «ближним инфракрасным».
Автор-корреспондент исследования профессор Стив Эванс из Школы физики и астрономии Университета Лидса сказал: «Человеческая ткань прозрачна для определенных частот света – в красном / инфракрасном диапазоне. Вот почему части вашей руки кажутся красными, когда сквозь них светит факел.
"Когда золотые нанотрубки проходят через тело, если на них падает свет нужной частоты, они поглощают свет. Эта световая энергия преобразуется в тепло, как тепло, выделяемое солнцем на кожу.
Используя импульсный лазерный луч, мы смогли быстро поднять температуру вблизи нанотрубок так, чтобы она была достаточно высокой, чтобы разрушить раковые клетки."
В клеточных исследованиях, регулируя яркость лазерного импульса, исследователи говорят, что они смогли контролировать, находятся ли золотые нанотрубки в режиме разрушения рака или готовы к визуализации опухолей.
Чтобы увидеть золотые нанотрубки в организме, исследователи использовали новый тип метода визуализации, называемый «мультиспектральная оптоакустическая томография» (MSOT), для обнаружения золотых нанотрубок у мышей, которым золотые нанотрубки были введены внутривенно.
Это первое биомедицинское применение золотых нанотрубок в живом организме. Также было показано, что золотые нанотрубки выводятся из организма и поэтому вряд ли вызовут проблемы с точки зрения токсичности, что является важным фактором при разработке наночастиц для клинического использования.
Соавтор исследования доктор Джеймс Маклафлан из Школы электроники и электротехники Университета Лидса сказал: «Это первая демонстрация производства и использования для визуализации и лечения рака золотых нанотрубок, которые сильно поглощают свет внутри «оптическое окно» биологической ткани.
«Нанотрубки могут быть нацелены на опухоль и иметь центральное« полое »ядро, на которое можно загрузить терапевтическую нагрузку.
Эта комбинация нацеливания и локального высвобождения терапевтического агента в наш век персонализированной медицины может быть использована для выявления и лечения рака с минимальной токсичностью для пациентов."
Использование золотых нанотрубок в визуализации и других биомедицинских приложениях в настоящее время проходит стадии испытаний в направлении ранних клинических исследований.