Исследователи из новосибирского Академгородка совместно с американскими коллегами разработали новый перспективный метод диагностики и терапии раковых опухолей. Сегодня одним из наиболее эффективных методов лечения онкобольных является бор-нейтрон захватная терапия. 

В клетку опухоли адресно доставляют изотоп бора-10, а затем облучают потоком нейтронов. Происходит ядерная реакция, и онкоклетка погибает. Но применение этого метода сдерживается, так как больного нужно доставить чуть ли не в сердце атомного реактора. Ученые пытаются создать подобный метод, но без использования радиации. Вместо потока нейтронов предлагается использовать лазерное излучение, а вместо изотопа бора так называемый "спазер" - наноконструкцию, способную подобно лазеру, генерировать когерентное оптическое излучение.

Хотя спазер, изготовленный учеными Института автоматики и электрометрии СО РАН, имеет размер всего 22 нанометра, но это довольно сложная конструкция. В центре - наночастицы золота, они окружены оболочкой со специальным красителем.

Кроме того, к спазеру "пришили" молекулы фолиевой кислоты, которые должны обеспечить доставку наноконструкции точно по адресу - в раковую клетку. Дело в том, что опухоль жадно поглощает необходимую им для роста фолиевую кислоту, а вот у обычных клеток аппетит намного скромнее. По данным приведенным в статье, опубликованной авторами в Nature Communications, если около 75 процентов спазеров проникают внутрь раковых клеток уже через полчаса инкубации, то в здоровые за это же время проникает лишь 5 - 11 процентов частиц.

Когда опухоль "заглотит" наживку, раковые клетки облучают лазером. Спазеры вспыхивают как самый настоящий мини-лазер, с высочайшей точностью указывая ученым координаты опухоли. В опытах с клеточными культурами и экспериментах на мышах помеченные раковые клетки были хорошо видны через живую ткань. По словам ученых, "они светились как звездное небо". Чем точнее удается определить расположение опухоли, тем выше шанс успешной операции. Но спазеры могут не только успешно выявлять раковые клетки, но и убивать их. Для этого, по словам авторов разработки, нужно увеличить мощность лазерного излучения.

В раковых клетках спазеры ярко светятся, с высокой точностью выявляя координаты опухоли

- Когда врач удаляет опухоль, ему нужно четко видеть ее границы, и наша диагностическая методика решает эту проблему, - поясняет доктор физико-математических наук Александр Плеханов. - Но даже если опухоль удалена на все сто процентов, в организме все равно остаются так называемые блуждающие раковые клетки, они плавают в кровотоке и постепенно накапливаются в лимфоузлах, где и возникают метастазы. Если мы обнаруживаем такую блуждающую клетку, то увеличиваем мощность излучения. Под действием работы спазера внутри онкоклетки возникает нанопузырек пара, который разрушает сначала цитоплазму, а затем и мембрану. Раковая клетка буквально вскипает и гибнет. Причем все это работает при энергиях существенно ниже, чем разрешают стандарты лазерной безопасности в медицине.

 

Инфографика "РГ": Леонид Кулешов/Юрий Медведев

 

Пока исследователи используют лазер в видимой области спектра, луч которого не слишком хорошо проникает сквозь ткани организма. Для диагностики этого достаточно, но для терапии на глубине маловато. Поэтому ученые намерены разработать наноконструкцию, которая работала бы в ближней части инфракрасного спектра (до 1000 нм). Это обеспечит глубину проникновения луча в ткани до 1 сантиметра, что и требуется для эффективного лечения онкобольных. Еще одно перспективное направление работы - повышение адресности препарата. Вместо фолиевой кислоты на поверхности частицы можно прикрепить антитела - тогда попадание в опухоль будет максимально точным.

Алексей Хадаев

Источники

Найти и уничтожить
Российская газета # Москва, 16/08/2017
Найти и уничтожить
Российская газета, 16/08/2017
Новосибирские ученые разработали новый способ лечения рака
События дня (inforu.news), 16/08/2017
Найти и уничтожить. В новосибирском Академгородке разрабатывают новый способ лечения рака
Институт автоматики и электрометрии (iae.nsk.su), 16/08/2017
Новосибирские ученые разработали новый способ лечения рака
Красноярский медицинский портал (krasgmu.net), 16/08/2017
Новосибирские ученые разработали новый способ лечения рака
Новости@Mail.ru, 15/08/2017
Новосибирские ученые разработали новый способ лечения рака
Новости@Rambler.ru, 15/08/2017
Новосибирские ученые разработали новый способ лечения рака
123ru.net, 15/08/2017
Сибирские ученые помогли создать эффективное оружие против метастазов
Recipe.ru, 23/08/2017
Сибирские ученые помогли создать эффективное оружие против метастазов
Regiondv.com, 23/08/2017
Сибирские ученые помогли создать эффективное оружие против метастазов
Новостной портал (novosti-onlajn.ru), 23/08/2017
Сибирские ученые помогли создать эффективное оружие против метастазов
Medportal.ru, 23/08/2017
Сибирские ученые помогли создать эффективное оружие против метастазов
Химрар (chemrar.ru), 24/08/2017
Сибирские ученые помогли создать эффективное оружие против метастазов
Новости по-русски! (iri-news.com), 23/08/2017
Сибирские ученые помогли создать эффективное оружие против метастазов
Портал РАМН (portalramn.ru), 24/08/2017
Сибирские ученые помогли создать эффективное оружие против метастазов
Институт автоматики и электрометрии (iae.nsk.su), 25/08/2017
Сибирские ученые помогли создать эффективное оружие против метастазов
Медицина и здоровье (mednkz.ru), 26/08/2017
Сибирские ученые помогли создать эффективное оружие против метастазов
Лекобоз (lekoboz.ru), 28/08/2017
Сибирские ученые участвовали в создании эффективного оружия против метастазов
Здоровье в России и мире (zdorowiye.ru), 30/08/2017

Похожие новости

  • 09/06/2017

    Сибирские ученые участвуют в разработке нанолазеров для диагностики и лечения онкологических заболеваний

    ​Группа американских и российских ученых создала мельчайшие плазмонные нанолазеры (спазеры), которые найдут применение в диагностике и лечении онкологических заболеваний. Результаты работы опубликованы в Nature Communications.
    472
  • 15/11/2017

    Учёные обнаружили у нескольких морских существ вещества, способные уничтожать раковые клетки

    ​Ученые из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) вместе со своими коллегами из Дальневосточного отделения Российской академии наук (ДВО РАН), а также из ведущих онкологических клиник Германии и Швейцарии обнаружили в составе ряда морских организмов (гидробионтов) уникальные вещества, способные уничтожать опухолевые клетки.
    59
  • 02/05/2017

    Ученые ИАиЭ СО РАН расказали о разработанной системе бесконтактного кардиомониторинга

    ​Медицинские "гаджеты" все плотнее входят в нашу жизнь. Работу в этом направлении ведут и коллективы научных институтов Академгородка. В частности, недавно Золотой медалью и Дипломом I степени XXIII Международной выставки-конгресса "Высокие технологии.
    285
  • 16/05/2016

    Криоконсервация: в бережных объятиях холода

    ​Криоконсервация — научное направление, которое набирает сегодня всё большую популярность. Она позволяет, «зарезервировать» на будущее клетки, культуры, ткани, сохранять редкие линии лабораторных мышей и исчезающие виды животных.
    764
  • 28/07/2017

    Нестоличная наука: новгородские викинги, миниатюрный лазер и нейросеть-кардиолог

    ​​Робот-разведчик, древняя птица, рентгеновская линза и другие открытия и разработки российских ученых, сделанные вне Москвы и Санкт-Петербурга. Великий Новгород Уникальное кладбище X-XI веков обнаружила экспедиция Института археологии РАН при раскопках в центре Новгорода.
    214
  • 26/12/2016

    В ИЯФ СО РАН разрабатывают новый способ лечения опухолей мозга

    ​Сотрудники Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН исследуют метод микропучковой рентгеновской терапии злокачественных опухолей мозга. Уже проведены пробные эксперименты по облучению клеточных культур глиомы человека с добавлением наночастиц оксида марганца.
    632
  • 15/03/2016

    Ученые ИФП СО РАН создали метод быстрого определения гепатита и других вирусов

    ​В основе технологии, разработанной Институтом физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, лежит кварцевый резонатор, который используется в качестве сенсора — его чувствительность позволяет регистрировать мельчайшие частицы и даже одиночные вирусы.
    927
  • 31/05/2016

    Новосибирские ученые исследуют кровеносную систему

    ​Кровеносная система лежит в основе функционирования головного мозга, и в области её работы ещё много «белых» пятен. Сибирские учёные в сотрудничестве с медиками решили устранить некоторые из них.  Исследование имеет и прикладной выход: уже создана уникальная система мониторинга нейрохирургических операций, метод повышения качества магнитно-резонансной томографии, а также инструментарий для персонализированного моделирования протекания некоторых болезней.
    1037
  • 22/09/2016

    В Новосибирске планируют создать клинику для лечения методом БНЗТ

    ​Новосибирский государственный университет в сотрудничестве с российскими и зарубежными научными организациями работает над реализацией масштабного проекта по созданию клиники для лечения глиобластомы мозга и других онкологических заболеваний с помощью метода бор-нейтронозахватной терапии и ускорительного источника нейтронов Института ядерной физики им Г.
    1366
  • 15/12/2015

    Физики НГУ будут изучать процессы с участием самых легких мезонов

    ​НГУ и Институт ядерной физики СО РАН присоединились к эксперименту KLOE-2 по изучению "легчайших из тяжелых" - сильно взаимодействующих элементарных частиц каонов и пионов, которые относятся к классу мезонов.
    1092