Золотые наночастицы и нековалентная связь повысят эффективность химиотерапии
Ученые из Западного резервного университета Кейз разработали маленькую бомбочку, которая обещает произвести большой взрыв в лечении раковых больных. Предварительные тесты показали, что противораковое лекарство, свободно связанное с золотыми наночастицами, начинает аккумулироваться глубоко внутри опухоли уже через несколько минут после инъекции и активируется для эффективного лечения в течение двух часов. Тот же самый препарат, введенный сам по себе, без золотых частиц, аккумулируется в течение двух дней и атакует опухоль с поверхности – а это гораздо менее эффективный путь.
Работа, озаглавленная «Глубокое проникновение в опухоли препаратов для фотодинамической терапии с помощью нековалентно связанных конъюгатов и золотых наночастиц», опубликована в онлайновой версии журнала «Journal of the American Chemical Society». Повышение быстродействия противораковых препаратов внутри опухолей дает возможность пациентам получать меньшие дозы токсичных химических препаратов, спасая тем самым здоровые ткани от повреждения и избавляя пациентов от других тяжелых побочных эффектов, возникающих при традиционной химиотерапии.
«Мы надеемся снизить дозировку, по крайней мере, в 10 раз», — рассказал доктор Клеменс Бурда, профессор химии из Западного резервного университета Кейза и ведущий автор исследования.
В чем же успех этой разработки? Ученые присоединили противораковый препарат к золотым наночастицам-снарядам, используя слабое химическое взаимодействие, называемое нековалентной связью. Образно говоря, в структуре молекулы ковалентная связь представляет собой толстую веревку, перетянутую и завязанную крепким узлом; а нековалентная связь – это как обычный шнурок, завязанный бантиком.
«Очень часто дополнения к химическим системам меняют свойства компонентов этой системы», — говорит Бурда. Попытки его команды и других групп использовать ковалентную связь для доставки препаратов к опухоли привели к большим осложнениям и не особо обнадеживающим результатам.
Ученые, привлеченные к исследованию из разных научных дисциплин, обнаружили, что используя нековалентную связь для присоединения лекарственного препарата к золотым частицам с нанесенным на них покрытием, им удалось устранить помехи, оказываемые друг на друга требуемыми свойствами каждого компонента. Группа Бурды искала способы упростить этот процесс, используя материалы, обладающие хорошо известными свойствами.
Золотые наночастицы обладают большой площадью поверхности, что позволяет уместить больше молекул лекарственного препарата в крошечном пространстве. Эти частицы инертны внутри организма, и ширина каждой из них составляет менее 5 нанометров, или менее 1/10000 толщины человеческого волоса. Быстро двигаясь по кровотоку, частицы проникают через мембрану раковых клеток, аккумулируясь внутри опухоли.
Покрытие из полиэтиленгликоля плотно связывается с золотом, обеспечивая при этом грузовое пространство для присоединения других материалов. Золотые частицы с нанесенным покрытием обеспечивают среду, которая физически препятствует преждевременной активации фталоцианина кремния – препарата, применяемого в фотодинамической терапии, предотвращая его нежелательное токсическое воздействие на здоровые ткани.
Слабо связанное лекарство освобождается из наночастицы посредством притяжения лекарства к липидной мембране раковых клеток. Лазерное излучение активирует освобожденный фталоцианин кремния, который разрушает и убивает раковые клетки, сокращая тем самым опухоль. После доставки лекарства наночастицы выводятся из организма через почки в течение недели.
Источник: medicaldaily.com
Перевод: Vitaminov.net
