Кремниевые наночастицы — универсальное средство диагностики и борьбы с раком

Когда дело касается технологий борьбы с онкологическими заболеваниями при помощи наночастиц, все исследователи предпочитают использовать золотые наночастицы в силу целого ряда причин.

До последнего времени практически никто не пытался использовать в этих целях кремниевые наночастицы, сфера применения которых была ограничена в основном электроникой. Однако, исследователи из Московского государственного университета имени Ломоносова и Института фотонных технологий, Лейбниц, Германия, продемонстрировали, что кремниевые частицы являются более универсальными решением, они могут быть использованы одновременно для диагностики и для лечения рака. В проводимых экспериментах ученые наблюдали, как кремниевые наночастицы сами обнаруживали раковые клетки, проникали в них и распадались после высвобождения «груза» лекарственных препаратов, не оставляя следов своего пребывания.

Данные исследования являются достаточно весомым шагом на пути развития области так называемой «тераностики» (theranostics), области медицины, являющееся комбинацией диагностики и терапии одновременно. В этой области уже были достигнуты некоторые успехи, однако используемые исследователями металлические наночастицы являются своего рода проблемой с точки зрения биологической совместимости. Несмотря на то, что они замечательно справляются со своей задачей по доставке лекарственных препаратов точно к месту назначения, они являются причиной возникновения отрицательных побочных эффектов, затрагивающих работу почек и печени пациента.

«Проблема заключается в том, что наночастицы из золота, серебра, окиси титана, селенида кадмия и других веществ не выводятся полностью из организма» — рассказывает Любовь Осьминкина, старший научный сотрудник Московского государственного университета, — «Когда отработанные наночастицы попадают в кровоток, они застревают в различных органах и через некоторое время начинают вредить организму, становясь причиной появления токсичных выделений».

В поисках наночастиц, обладающих максимальным уровнем биологической совместимости, исследователи обнаружили, что наночастицы из пористого кремния через некоторое время полностью распадаются, превращаясь в некоторые виды кремниевых кислот, которые являются жизненно необходимым компонентом, обеспечивающим крепость костей и здоровье соединительных тканей. Помимо этого, поры в кремнии могут выступать в качестве контейнеров для лекарственных препаратов.

Для проверки того, распадаются ли кремниевые наночастицы полностью, исследователи использовали два вида наночастиц, один из которых был снабжен фотолюминесцентным компонентом, а второй — нет. Для контроля использовалась установка рамановской спектрометрии, которая на основе анализа света способна определять состав материала и другие параметры, типа размера наночастиц.

Исследователи обнаружили, что кремниевые наночастицы, введенные для поиска клеток рака молочной железы через пять-девять часов осели исключительно на мембранах раковых клеток, после чего они проникли внутрь этих клеток. Под влиянием некоторых химических веществ, присутствующих в этих раковых клетках, наночастицы начали разлагаться и выпускать наружу заключенные в них лекарственные препараты. И еще через 13 суток в организме пациента не осталось ни малейшего следа, оставленного там кремниевыми наночастицами.

«Мы продемонстрировали, что наночастицы из пористого кремния являются абсолютно безопасным средством для тераностики, которое может использоваться для борьбы со многими видами онкологических заболеваний» — рассказывает Любовь Осьминкина, — «Они достаточно легко проникают внутрь клетки и растворяются без следа, оставляя за собой только лекарственный препарат».

Источник: DailyTechInfo.org