Версия для печати

Показана перспективность использования частиц наноструктурированного кремния в методах лечения онкологических болезней электромагнитным излучением.

В настоящее время интенсивно изучаются возможности лечения онкологических болезней электромагнитным излучением. Действующим агентом в этих методах являются вещества, предварительно помещаемые в ткань и интенсивно поглощающие электромагнитное излучение. Это вызывает нагрев ткани и соответственно гибель клеток в зоне повышенной температуры.

Группа ученых из Росси совместно с коллегами из Финляндии и Германии сообщила в июньском номере журнала «ACS Omega» о значительном усилении эффекта локального разрушения раковых клеток, вызванного гипертермией радиочастотного диапазона, в присутствии структурированных низкотоксичных пористых кремниевых нано нитей.

«Известно, что частицы нано размеров (до 100-200 нм) при движении по кровеносным сосудам накапливаются в опухолях. Для их использования в лечебных целях необходимо, что бы они достаточно интенсивно поглощали электромагнитное излучение. В данной работе показано, что нано нити структурированного кремния принципиально обладают рядом преимуществ достаточных для использования их при лечении онкологических болезней с помощью электромагнитного излучения» - сообщил соавтор статьи, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Лаборатории цитотехнологии и Лаборатории тканевой инженерии Института Теоретической и Экспериментальной Биофизики РАН Андрей Александрович Кудрявцев.

По словам Андрея Александровича в исследовании показано, что при контакте с биологическими тканями происходит быстрая (24 часа) деградация этих частиц. Этот эффект, достаточен для удаления наночастиц из организма после их использования. В процессе деградации в области расположения наночастиц (в опухоли) накапливаются ионы H+ и H3SiO4-. В результате в этих областях увеличивается скорость поглощения электромагнитных волн, увеличивается температура нагрева ткани, что и может вызвать гипертермическую гибель клеток. Увеличение температуры ткани и, следовательно, гибель клеток должна иметь место только в областях расположения наночастиц, то есть в опухолях. Известно, что области с повышенным содержанием ионов интенсивно поглощают рентгеновское излучение. Этот эффект позволяет в процессе лечения контролировать накопление наночастиц в опухоли и последующую ремиссию опухоли по яркости рентгеновского изображения исследуемого органа или ткани.

Работа поддержана грантом РНФ (17-72-10200) и по программе «УМНИК» Фонд содействия развитию малых форм предприятий в Науке и технике (13098GU /2018).

Источники: M. Gongalsky, G. Gvindzhiliia, K. Tamarov, O. Shalygina, A. Pavlikov, V. Solovyev, A. Kudryavtsev, V. Sivakov and L. Osminkina. Radiofrequency hyperthermia of cancer cells enhanced by silicic acid ions released during the biodegradation of porous silicon nanowires. ACS Omega 2019, 4, 10662−10669

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsomega.9b01030

Материал подготовила:
Алсу Дюкина
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru,
Пресс-релизы ИТЭБ РАН: http://web.iteb.ru/press-release.htm

Рисунок. Схематическое изображение механизма радиочастотной (RF) сенсибилизации пористых кремниевых (PSi) нанонитей (NWs). Красноватое свечение вблизи PSi представляет радиочастотный нагрев. Маленькие зеленые и желтые кружки - катионы и анионы кремниевой кислоты соответственно. PSi NWs слева представляют собой исходные частицы с толстыми стенками кремния, а PSi NWs в области цитоплазматической мембраны (окрашены в черный цвет) представляют собой частицы с высоким биоразложением с тонкими стенками кремния после 24 ч инкубации. Разрушение мембраны в области «горячих» PSi NWs показано в виде разрывов черной линии.

На фото соавтор статьи к.ф-м.н., в.н.с. ИТЭБ РАН Кудрявцев Андрей Александрович