Запропоновано спосіб лікування раку за допомогою графена і лазера • Віра Башмакова • Новини науки на "Елементи" • Медицина, Нанотехнології

Запропоновано спосіб лікування раку за допомогою графена і лазера

Падіння рівня графена в крові піддослідних мишей в залежності від часу. % ID / g – це відсоток від введеної дози на грам ваги. Графік з обговорюваної статті вNano Letters

Графен – висхідна зірка на небосхилі нанотехнологій. На його основі збираються робити транзистори нового покоління, сенсори для визначення однієї-єдиної молекули речовини і електроди для суперконденсаторів. А тепер з'ясовується, що його чекає і велике медичне майбутнє. Виявилося, що, будучи введеним в кровоносну систему хворих на рак мишей, графен вибірково накопичується в пухлинах. Якщо після цього використовувати високу поглинаючу здатність графена на ближніх інфрачервоних частотах і опромінити пухлину лазером, то вона буквально згорить, а миша одужає. Причому, що особливо надихає, дослідники не знайшли у піддослідних мишей ніяких побічних дій такого лікування.

Ідея про те, щоб впровадити якісь наночастинки в пухлину, а потім з їх допомогою пухлина спалити, відвідувала голови вчених вже давно. Однак жоден з випробовуваних наноматеріалів ні ідеальним. Наприклад, вуглецеві нанотрубки накопичувалися не тільки в ракової пухлини, а й в деяких інших органах миші, і коли пухлина починав спалювати лазер, горіла не тільки вона.

Графен можна назвати родичем вуглецевої нанотрубки: це той же шар атомів вуглецю, тільки не згорнутий в циліндр, а плоский. Ця схожість наводило на думку, що він теж повинен непогано акумулюватися в ракових пухлинах. І коли вчені спробували подивитися, як поведе себе графен в хворого на рак мишачому організмі, результати виявилися просто блискучими: з якоїсь причини (може, саме через свою плоскою структури) графен акумулюється пухлиною набагато краще, а в інших тканинах практично не затримується .

В експериментах використовувався графен, покритий біосумісною оболонкою з поліетиленгліколю ( "голий" графен нестабільний в живому організмі). Експеримент складався з декількох стадій.

Насамперед дослідникам треба було просто з'ясувати, що відбувається з графеном після того, як він опинився всередині організму. Для цього графен позначили флуоресцентною фарбою Cy7, ввели в вену піддослідним мишам і стали раз у кілька годин вимірювати його вміст у крові. Виявилося, що вже через шість годин його рівень падає майже до нуля. Це дуже і дуже тішило. Тепер вчені ввели графен в кров мишей з раковими пухлинами і стали дивитися на динаміку його розподілу по мишачому тілу.Виявилося, що вже через 24 години графен накопичується в районі пухлини і набагато слабкіше представлений в усьому іншому тілі. Варто відзначити, що в нирках рівень графена залишався порівняно високим; дослідники припустили, що деякі частинки графена настільки малі, що можуть залишати організм з сечею.

Розподіл графена по організму миші через різні проміжки часу після його введення. 4Т1, КВ і U87MG – різні види ракових пухлин. Зображення з обговорюваної статті вNano Letters

Тепер вчені вирішили зайнятися власне лікуванням раку. 33 миші отримали ракову пухлину на правому плечі; після цього 17-ти з них була зроблена ін'єкція графена, а решта залишилися для контролю. Через добу після ін'єкції пухлини десяти ін'єктовані і десяти неін'ецірованних мишей були опромінені лазером з довжиною хвилі 808 нм, на якій графен поглинає світло особливо добре. Таким чином, вчені працювали з однією досвідченою ( "графен + опромінення") групою і трьома контрольними ( "тільки графен", "тільки опромінення" і "ні того, ні іншого").

Пухлини досвідчених мишей буквально згоріли – температура на поверхні тіла в місці опромінення підскочила на 50 ° (у контрольних мишей – всього на 2 °).На наступний день рак у цих мишей зник, залишивши після себе тільки характерний чорний шрам, який помітно зменшився через тиждень після опромінення. За всі ті 40 днів, що тривало дослідження, у цих мишей не було виявлено жодних ознак повернення пухлини. У той же час у всіх трьох контрольних груп мишей рак нікуди не подівся, і середня тривалість їхнього життя після початку експерименту становила 16 днів.

Типові фотографії мишей з чотирьох груп, які брали участь в експерименті. NGS-PEG – графен, покритий поліетиленгліколем (nanographene sheets with polyethylene glycol). Видно, що у миші, ін'єктувати графеном і облученной лазером, пухлина знищена. Зображення з обговорюваної статті вNano Letters

Результати були блискучими, але вони б не мали ніякого сенсу, якщо б у методу виявилися серйозні побічні дії. Однак і тут все було бездоганно: за 40 днів дослідження жодна досвідчена миша не померла, у тварин не спостерігалося симптомів хвороб або втрати у вазі; після закінчення експерименту вчені досліджували зрізи внутрішніх органів досвідчених мишей і не виявили жодних ознак пошкоджень.

Порівняння зрізів внутрішніх органів "графенових" і "неграфенових" мишей. Healthy untreated – здорові неін'ецірованние миші, NGS-PEG treated – миші, що отримали ін'єкцію графена.Kidney – нирки, liver – печінку, spleen – селезінка, heart – серце, intestine – кишечник, lung – легкі. Зображення з обговорюваної статті вNano Letters

Звичайно, поки рано говорити, що з'явилася чарівна паличка, яка одним помахом вилікує всіх хворих. Просто це дуже вдале пілотне дослідження. Групи, на яких проводилося дослідження, були занадто маленькими, а час експерименту – занадто коротким, і цілком можливо, що який-небудь хитрий побічний ефект вислизнув від уваги вчених. Крім того, пухлини у мишей були не «рідними", що виросли в їх власному організмі, а трансплантантнимі, тобто пересадженими. Цілком можливо, що графен в них з якоїсь причини накопичується краще, ніж в "рідних". Є й кілька незрозумілих місць в дослідженні. Наприклад, коли вчені стверджували, що видужали миші не втрачали у вазі, вони порівнювали їх з контрольними групами, які були хворі на рак і не могли не відчувати проблем зі здоров'ям. До того ж, миші самі по собі набагато частіше хворіють на рак і набагато легше видужують, ніж люди, і подальші експерименти на інших видах тварин можуть опустити нас з небес на землю.

Проте це дослідження – відмінний початок, і будемо сподіватися, що продовження буде не гірше.

джерело: Kai Yang, Shuai Zhang, Guoxin Zhang, Xiaoming Sun, Shuit-Tong Lee, Zhuang Liu. Graphene in Mice: Ultrahigh In Vivo Tumor Uptake and Efficient Photothermal Therapy. // Nano Letters. Article ASAP. Publication Date (Web): August 4, 2010. DOI: 10.1021 / nl100996u.

Віра Башмакова


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: