Радіоактивні частинки, забезпечені бактеріальним токсином, можуть стати ефективним засобом у лікуванні та діагностиці злоякісних пухлин.
У лікуванні онкозахворювань є ряд до кінця невирішених проблем. По-перше, буває непросто визначити межі пухлини; по-друге, звичайні методи хіміо- і радіотерапії б'ють не тільки по ракових клітинах, але і по здорових тканинах; по-третє, найбільш ракові клітини часом набувають стійкості до ліків - ті токсини, від яких вони раніше гинули, перестають на них діяти.
Однак є надія, що всі ці проблеми вдасться вирішити за допомогою наночастинок, які одночасно допомагають і в діагностиці хвороби, і здатні доставити ліки строго за адресою, не шкодячи нічому іншому. Про такі протиракові наночастинки ми розповідаємо досить регулярно. Ті, що зробили дослідники з Нижегородського державного університету ім. М. І. Лобачевського, забезпечені відразу і радіоактивною зброєю, і хімічною.
Як основу автори роботи використовували наночастинки UCNP (upconversion nanoparticles), у яких є цікава властивість: при опроміненні світлом вони поглинають поспіль кілька фотонів з низькою енергією, а потім випромінюють один фотон з високою енергією - тобто вони конвертують одне випромінювання в інше. Якщо опромінювати UCNP інфрачервоним світлом, то у відповідь вони дадуть випромінювання в ультрафіолетовому діапазоні. Маніпулюючи світлом на різних довжинах хвиль, які з тією чи іншою ефективністю проникають в живі тканини, можна домогтися краще візуалізації пухлини, в якій скупчилися ці самі частинки.
Конвертуючі наночастинки роблять з різних матеріалів, в тому числі і з додаванням іттрію. Дослідники використовували UCNP, в яких звичайний іттрій був частково замінений на радіоактивних ізотоп 90Y, що випускає бета-промені. Крім того, на наночастинках був фрагмент бактеріального токсину синьогнійної палички, зшитий з іншим білком, який специфічно взаємодіє з одним з рецепторів на клітинах раку грудей.
Білок, що взаємодіє з рецептором, повинен був забезпечити адресну доставку, щоб частинки сіли саме на ракові клітини, після чого саму клітку почали б вбивати токсин і бета-випромінювання від ізотопу іттрію (випромінювання генерувало б у клітині активні форми кисню, які можуть пошкоджувати біомолекули - білки, ліпіди і нуклеїнові кислоти).
Частинки вводили мишам з підсадженою людською пухлиною (імунітет тварин послаблювали, щоб пухлини вихідно нічого не заважало розвиватися). У статті в PNAS сказано, що наночастинки залишалися в пухлині надовго і успішно гальмували її зростання - очевидно, через комбіновану дію токсину і випромінювання. Можливо, такі наночастинки можна налаштовувати і проти інших видів раку. У перспективі вони можуть стати ефективним тераностичним (тобто терапевтичним і діагностичним) засобом у повсякденній медичній практиці.