Создана новая система для нанотераностики
Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) и Женевского университета (Швейцария) разработали новую нанотераностическую систему, которая использует «гармонические наночастицы» – семейство нанокристаллов оксидов металлов с уникальными оптическими свойствами: они реагируют на возбуждение не только от ультрафиолетового, но и от инфракрасного света, что намного безопаснее для пациента.
Статья Vuilleumier et al. Two-photon triggered photorelease of caged compounds from multifunctional harmonic nanoparticles опубликована в журнале ACS Appl. Mater. Interfaces.
Тераностика – развивающаяся область медицины, название которой содержит в себе слова «терапия» и «диагностика». Идея тераностики состоит в том, чтобы создать лекарства и методы лечения, которые одновременно используются и для ранней диагностики заболевания, и для лечения, и для мониторинга реакции пациента. Это экономит время и деньги и может обойти некоторые нежелательные биологические эффекты, которые могут возникнуть, когда эти стратегии используются отдельно.
Сегодня в тераностике все чаще используют наночастицы, которые объединяют диагностические молекулы и лекарственные средства в единый агент. Наночастицы действуют как носители для молекулярного «груза» – например, лекарства или радиоизотопа для больных раком, проходящих лучевую терапию. Этот «транспорт» направлен на конкретные биологические пути в организме пациента и может избегать при этом повреждения здоровых тканей.
Оказавшись в ткани-мишени, наночастицы либо помогают сделать диагностические изображения, либо доставляют свой груз (либо и то, и другое). Специалисты управляют ими с помощью света. Это передовая технология «нанотераностики», которая стала основным направлением исследований. Хотя и у нее есть многочисленные ограничения, минусы, которые необходимо преодолеть.
«Большинству активируемых светом нанотераностических систем необходим ультрафиолетовый свет высокой энергии, чтобы возбудить их фотореактивные каркасы, – говорит Сандрин Гербер (Sandrine Gerber) из EPFL. – Проблема в том, что это приводит к плохой глубине проникновения и может повредить живые клетки и ткани, что ограничивает биомедицинские применения».
Новая система, разработанная группой Гербер, позволяет избежать этих проблем благодаря использованию висмут-ферритовых «гармонических наночастиц» на основе оксида кремния, которые несут на себе светочувствительные молекулярными «грузы». Эти системы могут быть легко активированы с помощью ближнего инфракрасного света (длина волны 790 нанометров) и отображены на более длинной волне для процессов обнаружения и выделения лекарств. Обе эти особенности делают систему безопасной для пациентов.
Рисунок из пресс-релиза EPFL On the way to nanotheranostics – ВМ.
После срабатывания света наночастицы выпускают свой груз – в данном случае L-триптофан, который исследователи использовали в качестве модели. Ученые контролировали и количественно определяли высвобождение «груза» с помощью жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии.
Авторы утверждают, что «эта работа является важным шагом в разработке платформ с наночастицами, позволяющих разделить изображения по глубине ткани и выпускать терапевтические препараты по требованию».
«Научная Россия»
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
