Ученые подобрали безопасные магнитные наночастицы для "выжигания" рака

ТАСС, 6 марта. Российские ученые создали новый тип наночастиц на основе железа, цинка и марганца, которые могут "выжигать" раковые опухоли при взаимодействии с магнитным полем и при этом не убивать здоровые клетки. Об этом пишет пресс-служба Университета ИТМО со ссылкой на статью в Journal of Sol-Gel Science and Technology.

"Наши наночастицы не оказывают токсичного воздействия на организм, и при правильном соотношении марганца и цинка мы смогли добиться нагрева в терапевтически значимом диапазоне температур 42-45 °C. В таком случае опухоль уже начинает деградировать, но при этом нагрев относительно безвреден для здоровых тканей", – рассказал один из авторов работы, физик из Университета ИТМО Василий Баланов.

За последнее десятилетие ученые создали несколько принципиально новых методов лечения рака и других болезней, которые основаны на действии различных органических или неорганических наночастиц. В некоторых случаях эти структуры участвуют непосредственно в уничтожении опухоли или ликвидации источника болезни. Они служат своеобразными "мишенями", на которые наводятся или иммунные клетки, или излучение лазера.

В других, как отмечают авторы открытия, наночастицы служат лишь средством доставки лекарств и токсинов в опухоль. Благодаря этому врачи могут сделать работу этих веществ эффективнее и снизить их дозу. Роль подобных "контейнеров" для доставки препаратов могут играть самые разные органические структуры, которые имитируют клетку, а также неорганические соединения, "невидимые" для иммунитета.

"Выжигатель" опухолей

Экспериментируя с наноструктурами из различных соединений железа, Баланов и его коллеги создали новый тип наночастиц такого рода. Их отличительная черта – избирательный характер действия. Железные наночастицы давно считаются одним из самых перспективных способов борьбы с опухолями, так как они относительно безвредны для организма и их можно использовать для "выжигания" раковых клеток как при помощи света, так и при помощи магнитных полей.

Первые опыты на животных и культурах клеток показали, что хотя это "выжигание" очень эффективно, но у него достаточно серьезные побочные эффекты. Они связаны с тем, что количество тепла, которое вырабатывают наночастицы, достаточно сложно контролировать. Если они будут выделять слишком много энергии, то тогда начинают повреждать не только опухоль, но и соседние здоровые ткани.

Российские физики нашли остроумное решение для этой проблемы, обратив внимание на то, что магнитные свойства многих материалов сильно зависят от температуры окружающей среды. В частности, при нагреве определенных веществ до точки, которую физики называют "температурой Кюри", сила их взаимодействия с магнитными полями резко падает. В случае с наночастицами нагрев просто остановится на определенной температуре.

Руководствуясь этой идеей, исследователи для производства наночастиц подобрали такой магнитный материал, который терял бы свои свойства при нагреве до 40-60 °C. Оказалось, что для этой цели подходят материалы, похожие по своему химическому устройству на ферриты, соединения окиси железа и других металлов, которые сегодня широко используются при производстве фильтров в электронике.

Российские исследователи синтезировали пробную партию наночастиц из смеси окиси железа, марганца и цинка и подтвердили, что магнитные поля не нагревают их до температур выше, чем 45 °C. Сейчас ученые готовятся к экспериментам на культурах клеток и на подопытных животных, что необходимо для начала клинических испытаний на добровольцах.