Преподаватели фармацевтического колледжа ОГУ возглавили сотрудничество, в рамках которого был разработан усовершенствованный метод термического разложения для получения наночастиц, способных достигать температуры в раковых очагах до 50 градусов Цельсия или 122 градусов по Фаренгейту при воздействии переменного магнитного поля.

Результаты доклинического исследования, проведенного Олегом Таратулой и Еленой Таратула, были опубликованы сегодня в журнале Небольшие методы.

По словам ученых, магнитные наночастицы уже много лет демонстрируют противораковый потенциал. Оказавшись внутри опухоли, частицы - крошечные кусочки вещества размером до одной миллиардной доли метра - подвергаются воздействию переменного магнитного поля. Воздействие полем, неинвазивный процесс, приводит к нагреванию наночастиц, ослабляя или разрушая раковые клетки.

"Магнитная гипертермия открывает большие перспективы для лечения многих видов рака", - сказала Елена Таратула. "Многие доклинические и клинические исследования продемонстрировали его потенциал либо непосредственно убивать раковые клетки, либо повышать их восприимчивость к радиации и химиотерапии".

Но в настоящее время магнитная гипотермия может быть использована только для пациентов, чьи опухоли доступны с помощью иглы для подкожных инъекций, сказал Олег Таратула, а не для людей с труднодоступными злокачественными новообразованиями, такими как метастатический рак яичников.

"С имеющимися в настоящее время магнитными наночастицами требуемая терапевтическая температура - выше 44 градусов Цельсия - может быть достигнута только путем прямой инъекции в опухоль", - сказал он. "Наночастицы обладают лишь умеренной эффективностью нагрева, что означает, что для выработки достаточного количества тепла в опухоли требуется их высокая концентрация. И многочисленные исследования показали, что лишь небольшой процент системно вводимых наночастиц накапливается в опухолях, что затрудняет получение такой высокой концентрации".

Чтобы решить эти проблемы, ученые разработали новую химическую технологию производства, которая привела к получению магнитных наночастиц с большей эффективностью нагрева. Они продемонстрировали на мышиной модели, что наночастицы, легированные кобальтом, будут накапливаться в метастатических опухолях рака яичников после системного введения низких доз, и что при воздействии переменного магнитного поля температура частиц может повышаться до 50 градусов Цельсия.

"Насколько нам известно, это первый случай, когда было показано, что магнитные наночастицы, вводимые внутривенно в клинически рекомендованной дозе, способны повышать температуру раковой ткани выше 44 градусов Цельсия", - сказала Елена Таратула. "И мы также продемонстрировали, что наш новый метод может быть использован для синтеза различных наночастиц типа ядро-оболочка. Это могло бы послужить основой для разработки новых наночастиц с высокой эффективностью нагрева, что еще больше продвинет системную магнитную гипертермию для лечения рака".

По ее словам, наночастицы типа "ядро-оболочка" имеют внутреннюю структуру ядра и внешнюю оболочку, состоящую из разных компонентов. Исследователи особенно заинтересованы в них из-за уникальных свойств, которые могут быть результатом сочетания материала сердцевины и оболочки, геометрии и дизайна.

В дополнение к Елене и Олегу Таратуле, в сотрудничестве также участвовали исследователи фармацевтического колледжа Янгронг Парк, Абрахам Мозес, Питер До, Анания Демесси, Татьяна Корзун, Фахад Сабей, Конрой Сан, Прем Сингх, Фахад Сабей и Хассан Албарки, а также Паллави Дхагат из Инженерного колледжа штата Орегон и исследователи из Университета здравоохранения и науки штата Орегон.

Национальный институт рака, Национальный институт здоровья детей и человеческого развития имени Юнис Кеннеди Шрайвер и программа инновационного развития ускорителя преимуществ ОГУ финансировали это исследование.