Версия для печати
Вернуться к списку

Сибирские ученые исследовали влияние холодной плазмы на опухолевые клетки

Специалисты институтов новосибирского Академгородка работают над новым подходом к лечению рака с использованием струи холодной плазмы (ХПС) атмосферного давления. Проведенные эксперименты показали, что ХПС селективно воздействует на трансформированные ткани и ускоряет процесс регенерации здоровых. Это направление может стать существенным дополнением к химио- и лучевой терапии.

Газоразрядная установка, разработанная ИФП СО РАН и ИХБФМ СО РАН

«Неравновесная плазма состоит из низкоэнергетичных ионов и высокоэнергетичных электронов, ионизующих газ. Температура холодной плазмы не превышает 40° С, поэтому она не вызывает повреждений или ожогов на коже. Холодную плазму применяют в дерматологии как антибактериальный агент, а также с ее помощью заживляют десны и стерилизуют оборудование. При ионизации газа в плазме происходит генерация активных частиц кислорода и азота, которые вступают в реакции со всеми основными типами биополимеров клетки. В проведенной работе нам удалось определить условия облучения, при которых преимущественно погибают опухолевые клетки», — рассказывает ведущий научный сотрудник лаборатории биотехнологий Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН доктор биологических наук Ольга Александровна Коваль.

Эффекты ХПС исследовали на клеточных моделях рака легкого и молочной железы, в том числе и на многоклеточных 3D-моделях. Сфероиды имитируют объемные опухоли и отражают сложные межклеточные взаимодействия. «На трехмерных моделях можно отследить всю глубину воздействия плазменной струи, то есть распространение ее эффектов в опухоли по градиенту от наружного к внутреннему слою. Они также дают возможность подобрать противоопухолевый препарат, который наиболее эффективно будет разрушать молекулы межклеточных контактов», — объясняет Ольга Коваль.

Для проведения экспериментов ученые из Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН и Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН разработали газоразрядную установку для генерации ХПС. Исследователи из ИХБФМ оценивали результаты воздействия плазмы на уровне единичной клетки. Ученые выяснили, что облучение опухолевых 3D-моделей холодной плазмой стимулировало отделение клеток от сфероидов и последующую их гибель. Кроме того, макрофаги более эффективно атаковали и захватывали обработанные ХПС клетки и сфероиды, что позволяет надеяться на эффективное удаление гибнущих клеток при облучении опухолей при клиническом применении. Это подтверждает, что холодная плазма имеет высокий терапевтический потенциал для облучения реальных новообразований. Проведенные исследования помогают лучше понять особенности воздействия холодной плазмы на трехмерные модели опухолей.

В настоящее время ученые исследуют молекулярные механизмы действия холодной плазмы. Предварительные данные об иммунологических эффектах холодной плазмы уже опубликованы в журнале Biophysiсa. Финансирование исследований осуществляется Российским научным фондом (РНФ), грант № 22-49-08003.

«Мы считаем, что облучение холодной плазмой в ближайшем будущем может быть добавлено в стандартные протоколы лечения онкобольных. Предпочтительной группой будут пациенты с неглубоко залегающими опухолями с четкими краями, которые можно удалить и после этого обработать операционное поле холодной плазменной струей. Для успешного внедрения метода в клинику необходимо стандартизовать плазма-генерирующую установку, провести ее доклинические испытания, после чего можно будет перейти к клиническим испытаниям», — заключает Ольга Коваль.