Группа ученых из Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» и МГУ имени Ломоносова совместно с коллегами из Института фотонных технологий им. Лейбница (Leibniz Institute of Photonic Technology, Германия) и Университета имени Фридриха Шиллера (Friedrich-Schiller-University, Германия) создали новый подход для диагностики раковых заболеваний молочной железы с помощью наночастиц пористого кремния.

Относительно недавно появившийся в современной науке термин «нанотераностика» означает сочетание методов диагностики и терапии в наноразмерном масштабе. Одним из перспективных методов нанотераностики является использование наночастиц пористого кремния для обнаружения пораженных клеток.

Наночастицы кремния (SiNPs) обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими наноразмерными частицами, используемыми для выявления и лечения опухолей. Они биосовместимы, имеют низкую цитотоксичность и генотоксичность. SiNPs обладают способностью к биоразложению, что крайне важно для их полного выведения из живых клеток и тканей. Кроме того, они демонстрируют полезные свойства для брахи- и фотодинамической терапии на кремниевых наноструктурах.

Не вызывает сомнений и тот факт, что наночастицы пористого кремния вполне могут быть использованы, в том числе, и в качестве растворяемого нано-контейнера для доставки лекарств. Эти уникальные свойства подтолкнули ученых к проведению ряда обширных исследований самих наночастиц пористого кремния и перспектив их применения в области тераностики рака.

В лабораторных условиях они установили, что полное выведение пористого кремния из организма возможно в течение нескольких недель без выявления каких-либо признаков токсичности. Однако скорость деградации SiNPs зависит от многих факторов. Среди них такие, скажем, как размер частиц, их пористость, значение рН. Поэтому данный период может варьироваться от нескольких дней до нескольких месяцев.

Обычно временная протяженность биодеградации кремния определяется его концентрацией в плазме крови. В качестве альтернативы можно использовать гистологические методы или анализ содержания кремния в тканях. Однако все эти способы анализа являются неточными, медленными и крайне трудоемкими. Поэтому столь очевидно возрастает потребность в разработке новых методов для мониторинга биодеструкции наночастиц пористого кремния.

Ученые из НИЯУ МИФИ совместно со своими коллегами описали новый подход для экстракорпорального изучения внутриклеточного поведения SiNPs, его локализации и биодеградации в раковых клетках молочной железы нанотераностическим методом микро-спектроскопии комбинационного рассеяния. Результаты исследований были опубликованы в престижном научном издании Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine (Nanomedicine: NBM).

«Благодаря объединенным усилиям специалистов, представляющих новое направление науки — нанотераностику, у нас появляется возможность оптимизировать результаты лечения рака и других тяжелых заболеваний», — сказал профессор лаборатории бионанофотоники НИЯУ МИФИ Виктор Тимошенко.

Новые методы открывают путь к уничтожению раковых клеток и опухолей с субклеточной точностью, причем используемые в этом процессе наночастицы выведутся из организма после проведения процедуры без каких-либо нежелательных вторичных эффектов. «Нанотераностика позволит нашим пациентам избежать последствий химиотерапии и лучевой терапии, которые наносят вред гораздо больший, чем само заболевание», — отметил эксперт.

По мнению ученого, за нанотераностикой будущее, поскольку она совмещает терапию и неинвазивную диагностику.