Ученые Томского политехнического университета, работая в сотрудничестве с другими исследователями, впервые пришли к выводу о том, как наночастицы серебра могут влиять на восприимчивость раковых клеток к воздействию нейтронного излучения. Эксперименты, проведенные с использованием клеточных культур пяти различных видов рака, показали, что добавление этих частиц значительно увеличивает их чувствительность к последующему облучению нейтронами.
В настоящее время лучевая терапия считается одним из наиболее действенных методов борьбы с онкологическими заболеваниями. Среди различных видов ионизирующего излучения, применяемых в медицинских целях, особое место занимает нейтронное излучение. Оно оказывает более сильное воздействие на биологические ткани по сравнению с обычным фотонным излучением (включая рентгеновское и гамма-излучение), что позволяет повысить эффективность лечения за счет снижения повреждений ДНК в раковых клетках, которые обычно устойчивы к фотонной терапии.
Нейтронное излучение особенно полезно при лечении опухолей, демонстрирующих устойчивость к фотонному облучению и характеризующихся медленным ростом. Например, нейтронная радиотерапия часто применяется для лечения неоперабельных опухолей слюнных желез и распространенного рака молочной железы. Кроме того, она эффективна в борьбе с раком предстательной железы, саркомой мягких тканей, немелкоклеточным раком легких и глиобластомой.
Однако, несмотря на эффективность нейтронного преобразования, оно имеет некоторые выраженные эффекты. Поэтому необходимо минимизировать дозу и усилить его терапевтический эффект. Биологическое действие ионизирующего излучения можно усилить с помощью радиосенсибилизаторов (вещества, которые повышают чувствительность клеток к находящемуся на них облучению – ред.). Проекты по разработке химических радиосенсибилизаторов начали бурный рост в конце 1960-х, однако поиск идеального агента, который эффективно сенсибилизировал бы опухоль к воздействию без воздействия вызывающих эффектов, продолжается до сих пор.
- Евгений Плотников, один из соавторов статьи, доцент Исследовательской школы экономических и биомедицинских технологий
В последние годы значительный интерес вызвал подход к созданию радиосенсибилизаторов на основе наночастиц, благодаря их уникальным физико-химическим свойствам и широкому спектру функций, способствующих повышению эффективности лучевой терапии. Использование таких сенсибилизаторов позволяет более точно доставлять облучение в опухолевые ткани, усиливая его воздействие на все клетки. Различные типы наночастиц, включая наночастицы серебра (AgNP), уже применяются для этой цели. Исследования показали, что AgNP могут усиливать локальное поглощение дозы излучения в опухолях благодаря различным механизмам, таким как фотоэлектрический эффект, комптоновское рассеяние и генерация вторичных электронов и активных форм кислорода.
Уникальные физико-химические характеристики AgNP, а также возможность модифицировать их поверхность, делают их особенно привлекательными для разработки радиосенсибилизаторов нового поколения, способных преодолевать устойчивость опухолей к традиционной лучевой терапии.
- Алексей Пестряков, профессор Исследовательской школы развития и биомедицинских технологий и один из соавторов статьи
Эффективность AgNP в качестве радиосенсибилизаторов уже изучалась для различных видов излучения, включая рентгеновские лучи, гамма-лучи и протонные пучки. Однако влияние наночастиц серебра при воздействии нейтронного излучения ранее не исследовалось, по словам авторов работы.
Исследование получило финансовую поддержку благодаря грантам Российского научного фонда и правительства Томской области (№ 22-13-20032). Результаты исследования были опубликованы в журнале "Наномедицина: нанотехнологии, биология и медицина" (Q2, IF: 4.2).
В рамках своего проекта ученые использовали препарат "Арговит-С AgNP", содержащий наночастицы серебра, разработанный совместно политехниками и их коллегами. Этот препарат отличается низкой токсичностью и цитостатическими свойствами, что делает его перспективным кандидатом для применения в терапии онкологических заболеваний.
