Томские ученые разработали новые магнитные наночастицы для борьбы с раком
Ученые ТПУ совместно с коллегами разработали новый материал на основе магнетита и галлия для онкотераностики. Исследования показали, что наночастицы обладают улучшенными магнитными свойствами и перспективны для адресного воздействия на опухоли, сообщили в пресс-службе вуза.
Как отмечают ученые, наночастицы магнетита уже широко применяются в биомедицине — для адресной доставки лекарств, повышения контрастности МРТ и магнитной гипертермии. Однако существующие технологии сталкиваются с проблемами стабильной загрузки препаратов и их контролируемого высвобождения в нужных тканях.
Одним из способов решения этих ограничений может стать легирование магнетита ионами других металлов. В новой работе исследователи использовали галлий — элемент, который уже применяется в онкологии и обладает противоопухолевыми свойствами.
По словам руководителя исследования, доцента Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Романа Чернозема, галлий способен имитировать железо в биологических процессах, благодаря чему оказывает противораковое действие. Однако применение соединений галлия ограничивается высокой токсичностью для почек и другими побочными эффектами при системном введении.
«Сочетание преимуществ ионов галлия и наночастиц магнетита посредством стратегии легирования может обеспечить новый, перспективный путь для терапии рака», — отметил ученый.
В отличие от традиционных химиотерапевтических препаратов и наноконтейнеров для доставки лекарств, новые частицы могут работать как самостоятельная терапевтическая система. Исследователи рассчитывают, что они позволят одновременно проводить диагностику и лечение опухолей, снижая токсическое воздействие на организм.
Для получения наночастиц ученые использовали два метода синтеза — золь-гель-процесс и сольвотермический синтез. Как пояснила соавтор исследования, доцент Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Лилия Леонова, ранее систематическое сравнение этих подходов для создания магнетита, легированного галлием, не проводилось.
В ходе работы исследователи получили однофазные наночастицы с улучшенными магнитными характеристиками и подробно изучили их структуру, морфологию, магнитные и биологические свойства. Также была проведена предварительная оценка биосовместимости материалов на клетках глиобластомы и фибробластов при воздействии магнитного поля низкой интенсивности.
По словам директора Международного научно-исследовательского центра «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы» ТПУ Романа Сурменева, результаты подтвердили потенциал новых наночастиц как магнитно-управляемых платформ для целенаправленного лечения рака.
Ученые также установили взаимосвязь между методом синтеза, структурой и свойствами наночастиц и определили оптимальные условия для сочетания противоопухолевого действия галлия с магнитными свойствами магнетита.
В исследовании приняли участие сотрудники ТПУ и ТГУ, а также специалисты Федерального исследовательского центра цитологии и генетики СО РАН и Института физики прочности и материаловедения имени С.А. Панина СО РАН.
