Коллектив учёных из ведущих российских исследовательских центров и вузов совместно с зарубежными коллегами разработал новый метод лечения рака с помощью наночастиц кремния, несущих в своём составе радиоактивные изотопы и дающих возможность бороться со злокачественными опухолями практически без вреда для здоровых тканей. Результаты этой работы опубликованы в престижном международном журнале Scientific Reports (входит в издательскую группу Nature).
Современная ядерная медицина предоставляет уникальные возможности для лечения рака, в том числе для борьбы с метастазами. Терапевтический эффект радиофармацевтических препаратов основывается на введении в организм пациентов радиоактивных изотопов, распад которых сопровождается ионизирующим излучением, которое ведёт к разрушению раковых клеток.
Такой подход становится эффективным лишь при высокой концентрации радионуклида в опухоли, сохраняющейся на время терапевтической процедуры. Это приводит к ряду проблем при использовании традиционных молекулярных методов доставки радиофармапрепаратов к опухолям.
Эту проблему решил коллектив специалистов, в который вошли специалисты Инженерно-физического института биомедицины НИЯУ МИФИ (Москва), Медицинского радиологического научного центра имени Цыба (Обнинск, Калужская область), Института биоорганической химии имени академиков Шемякина и Овчинникова РАН (Москва), физического факультета МГУ имени Ломоносова (Москва), а также Университета Экс-Марсель (Франция) и Университета штата Нью-Йорк в Баффало (США).
Учёные применили в качестве носителей радионуклидов биорастворимые наночастицы кремния, получаемые с помощью ультрачистых методов лазерной абляции (удалении вещества с поверхности лазерным импульсом) в водных средах и потому не имеющих токсических примесей. Использование таких тяжёлых (по сравнению с обычными молекулами-носителями) наночастиц позволяет обеспечить высокую концентрацию радионуклида на единичном носителе, а покрытие полимерным веществом полиэтиленгликолем обеспечивает их «невидимость» для иммунной системы пациента и свободную циркуляцию в кровотоке для достижения раковых клеток-«мишеней».
«Эксперименты с использованием наночастиц кремния в качестве носителей рения-188 показали радикально улучшенную фармакокинетику радионуклида и доставку лекарства во все жизненно важные органы, а также отличное удержание рения-188 в опухоли, что позволяет максимизировать терапевтический эффект»,
— сообщил научный руководитель Инженерно-физического института биомедицины НИЯУ МИФИ Андрей Кабашин, являющийся одновременно директором по исследованиям французского национального центра научных исследований CNRS (Марсель, Франция).
Он отметил, что комплекс наночастиц с рением-188 постепенно распадается, а продукты распада полностью выводятся из организма через почки в течение нескольких дней, без каких-либо побочных эффектов. «Тесты на выживаемость крыс продемонстрировали хороший терапевтический эффект», — сообщил Кабашин. По его словам, в контрольной группе крыс спустя месяц после начала лечения таким препаратом выжило почти три четверти особей, в то время как в контрольной группе, не получавшей лечения, не выжил никто.
Рений-188 считается очень подходящим радиоизотопом для создания «очаговой» дозы облучения, к тому же он имеет небольшой период полураспада — 17 часов. По мнению авторов работы, в сочетании с рядом возможностей визуализации и терапии, основанных на уникальных собственных свойствах наночастиц кремния, разработанный подход обещает революционный прогресс в развитии методов ядерной наномедицины.