Градус выживания: наночастицы и нагрев вылечили рак кишечника у мышей

Группа ученых НИТУ «МИСиС» представила результаты испытания инновационной технологии онкотерапии, основанной на гипертермии — нагреве опухоли до определенной температуры за счет введенных в нее наночастиц. Препарат на основе наночастиц феррита кобальта излечил 100% мышей, больных раком кишечника, из экспериментальной группы. Результаты проекта опубликованы в международном научном журнале Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine.

Магнитная гипертермия — новый и развивающийся способ лечения рака, при котором интенсивный нагрев может вызывать денатурацию клеточных белков, что быстро уничтожает клетки опухоли. Однако чтобы вместе с больными не погибли здоровые ткани организма, метод предполагает избирательное введение в опухоль агента, обладающего магнитными свойствами. За счет них он обеспечивает локализованный и контролируемый нагрев в присутствии электромагнитного поля. Агент — в его роли выступают наночастицы оксидов металлов — контактирует с опухолевыми клетками и под воздействием килогерцового переменного электромагнитного поля нагревается, уничтожая их.

Однако технология пока не систематизирована. Ученые ищут материалы, а главное, температурные режимы, которые будут максимально эффективны для этой процедуры. Материаловеды и биохимики лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» обнародовали обнадеживающие результаты исследований in vitro и in vivo, которые показали, что для успешной противоопухолевой терапии необходимо подбирать температурный режим конкретно под каждый вид рака.

В частности, группе удалось добиться полного исчезновения злокачественных новообразований у 100% мышей, больных раком толстой кишки, после нагрева опухоли при температуре в промежутке 41-43°С. Ученые использовали в своей работе наночастицы феррита кобальта, которые обладают высокими магнитными свойствами, а значит, способны обеспечивать нагрев клеток и тканей в широком диапазоне температур в ответ на воздействиеэлектромагнитного поля. Кроме того, они крайне стабильны в физиологических условиях, не оказывают токсического влияния на клетки и ткани организма, а также их можно легко и недорого получать.

    «Наблюдения велись за группами животных с двумя различными моделями опухолей — больными малоагрессивным раком толстой кишки СТ26 и агрессивным метастазирующим раком молочной железы 4Т1. Обе группы получали инъекцию суспензии наночастиц феррита кобальта в опухоль и дальнейшую терапию с помощью магнитной гипертермии при трех различных температурных режимах», — рассказывает один из авторов статьи инженер лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» к.б.н Анастасия Гаранина.

Ученые провели сравнительный анализ воздействия различных температур на две — неагрессивную и «злую», активно метастазирующую — модели злокачественных опухолей и выяснили, что клетки рака толстой кишки более чувствительны к гипертермии и гибнут уже при нагреве в диапазоне 41-43°С.

    «Рак молочной железы по результатам серии экспериментов оказался более устойчив к нагреву, и его клетки погибали только при высокотемпературной гипертермии > 47°C, — добавляет Гаранина. В группах животных, которым проводили терапию при температурах 46-48°C и 58-60°C, выживаемость составила 25-40%. Однако при этом важным открытием стал тот факт, что терапия с помощью магнитной гипертермии приводит к снижению случаев образования метастазов в теле животных по сравнению с хирургическим удалением опухоли».

В настоящее время коллектив продолжает лабораторные исследования для оптимизации работы нанопрепаратов в рамках доклинических исследований.