Ученые впервые показали, что гибридный наноматериал на основе частиц магнетит-золото способен служить в качестве универсальной платформы для обнаружения раковых клеток в любом месте организма и адресной доставки лекарств в эти клетки. Открытие дает возможность в самые ближайшие годы создать и внедрить совершенно новое поколение средств лечения злокачественных опухолей.
Результаты проведенного исследователями фундаментального исследования на стыке физики, химии, биологии и медицины опубликованы в одном из самых рейтинговых научных журналов — Nature Scientific Reports.
Междисциплинарной коллаборации ученых НИТУ «МИСиС», МГУ, РНИМУ им. Пирогова и университета Дуйсбург-Эссен (Германия) под руководством заведующего лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» к.х.н Максима Абакумова удалось создать «идеальную платформу» для одновременной диагностики и терапии онкологических заболеваний. Объединение диагностики и терапии на клеточном уровне — так называемая тераностика — считается сегодня одной из самых перспективных концепций в медицине. Ее сверхзадача — научиться обнаруживать заболевание на столь ранней стадии, когда в организме только-только появились отдельные патогенные клетки.
Если пометить эти патогенные клетки магнитными наночастицами, то их можно будет диагностировать с помощью магнито-резонансной томографии (МРТ) и уничтожить адресно доставляемым лекарством или магнитным полем, вызывающим нагрев и распад раковой клетки.
«Нам удалось соединить наночастицы золота (Au) и магнетита (Fe3O4) в такой гибрид, который и магнитными свойствами обладает, и лекарство на себе способен нести, — рассказал один из участников исследования, доцент РНИМУ им. Пирогова и заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Максим Абакумов. — Получилась эдакая «наногантель», которая способна стать платформой — универсальной основой — тераностики будущего, и в нашей работе мы это показали».
Созданный учеными наногибрид был испытан не только in vitro — вне живого организма, на клеточной культуре, — но и in vivo — на лабораторных мышах с привитыми опухолями.
«В статье рассмотрена модель опухоли молочной железы мыши и показана возможность доставлять гибридные частицы Fe3O4-Au в опухоль загруженными противоопухолевым препаратом доксорубицином, — добавляет соавтор работы, младший научный сотрудник лаборатории «Химический дизайн бионаноматериалов для медицинских применений» химфака МГУ и инженер лаборатории биомедицинских наноматериалов НИТУ «МИСиС» Мария Ефремова. — Внутри опухоли препарат высвобождается и оказывает свое терапевтическое воздействие».
На место доксорубицина в «наногантель» можно поместить практически любой препарат, и именно это делает созданный гибрид идеальной платформой для обнаружения опухолевых клеток и доставки в них лекарства: предлагавшиеся ранее методы годились только для отдельных видов лекарств и только определенных типов раковых клеток. Такая универсальность позволяет надеяться на появление нового поколения средств лечения злокачественных опухолей уже в самые ближайшие годы.
По мнению наиболее оптимистичных авторов работы, на доклинические испытания метода удастся выйти буквально через два-три года, и еще столько же времени придется поработать до начала клинических испытаний на реальных больных. Впрочем, концепция тераностики пока еще нигде в мире не воплощена в клинической практике, и российские ученые находятся в этой области на самом переднем ее крае.
«Тераностика как научная дисциплина сегодня развивается чрезвычайно быстро, — рассказала руководитель Центра персонализированной онкологии при Первом МГМУ им. Сеченова Марина Секачева. — Предложенная коллегами платформа демонстрирует впечатляющую и разноплановую эффективность в лабораторных условиях, однако, ей предстоит ещё довольно долгий путь до пациента».
Марина Секачева считает, что на этом пути врачи должны оказать работникам фундаментальной науки максимальную практическую поддержку и работать с ними в непрерывном контакте.
ГИПОРТ