Применение наночастиц для диагностики и лечения онкологических заболеваний уже давно занимает умы исследователей. Однако часть раковых клеток не поддается подобной терапии, поскольку не все области опухоли доступны для взаимодействия с наночастицами.
Раковые клетки зачастую растут и делятся так быстро, что некоторые регионы в составе опухоли оказываются вдали от кровеносных сосудов, и клетки в таких областях умирают от недостатка кислорода и питательных веществ. Таким образом, внутри опухоли возникает зона некрозов, которая, однако, содержит и некоторое количество живых клеток. Терапия этих клеток неэффективна, а ведь они способны метастазировать даже после гибели основной массы раковых клеток.
При изучении зон некрозов в опухолях неожиданно были обнаружены нормальные, не раковые, клетки. Это оказались макрофаги – клетки иммунной системы организма, которые реагируют на остатки мертвых клеток и перемещаются в места их скопления. Макрофаги приходят из кровяного русла, где постоянно циркулируют их предшественники – моноциты.
Оригинальный способ борьбы с раковыми опухолями «изнутри» опробовала группа ученых из университетов Индианы и Техаса (США). Они предложили начинить наночастицами не непосредственно опухолевые клетки, а те самые моноциты и макрофаги, которые потом внедряются в опухоль, привлеченные остатками мертвых клеток.
Для своего исследования ученые взяли золотые оболочки (nanoshells) с внутренним диаметром 60 нм и внешним диаметром 87 нм (рисунок 1). При облучении светом определенной длины волны такие наночастицы разогреваются благодаря поверхностному плазмонному резонансу, вызывая фотоиндуцированную гибель клеток. В данном случае максимум поглощения наблюдается при длине волны 754 нм, то есть в ближней инфракрасной области. Такой свет легко проходит сквозь ткани организма.
В качестве «троянского коня» для доставки нанооболочек в опухоль были использованы макрофаги и моноциты. Свойство этих клеток активно поглощать всяческие чужеродные для организма предметы пришлось весьма кстати (рисунок 2).
Наконец, в качестве опухоли были выбраны клетки рака груди. При росте in vitro они формируют плотные шарики около 780 мкм в диаметре, в центре которых образуется зона некрозов. К таким образованиям были добавлены макрофаги, содержащие золотые нанооболочки. Через три дня их облучили лазером, окрасили флуоресцентными красителями и увидели, что клетки внутри опухоли действительно погибли (рисунок 3).
Так была успешно продемонстрирована принципиальная возможность коварного разрушения опухоли в самой ее сердцевине. Работа «A cellular trojan horse for delivery of therapeutic nanoparticles into tumors» опубликована в Nano Letters.
