Все выпуски  

Магнитные нанодиски и апоптоз раковых клеток


ВЫПУСК 72

 

 

 

Магнитные нанодиски и апоптоз раковых клеток

 

Ученые Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (U.S. Department of Energy's Argonne National Laboratory) и Медицинского центра Чикагского университета (University of Chicago Medical Center) потрясли мир материаловедения и исследований рака, о чем свидетельствует обложка февральского выпуска журнала Nature Materials за 2010 год.

 

Рак мозга, как известно, плохо поддается лечению стандартными методами, поэтому ученые решили заглянуть за пределы медицинских стандартов и применить в качестве альтернативы наноматериалы.

 

«Наша цель – разработать «умные» передовые материалы с уникальными свойствами», - говорит Елена Рожкова (Elena Rozhkova), сотрудник Аргоннского Центра наноматериалов (Argonne's Center for Nanoscale Materials - CNM). «Наши усилия направлены на улучшение качества жизни наших соотечественников, включая разработку новых медицинских технологий».

 

Большая исследовательская группа, включающая ученых из Агроннской национальной лаборатории и Центра опухолей мозга Чикагского университета (University of Chicago Brain Tumor Center), разработала метод, в котором для борьбы с раком применяются покрытые золотом железно-никелевые микродиски, связанные с клетками раковой опухоли специфическими антителами. Микродиски – пример наномагнитных материалов, и они могут использоваться для исследований механики клетки и активирования механочувствительных ионных каналов мембраны, а также для повышения эффективности противораковой терапии.

 

 

Посмотреть видеоролик

 

http://www.youtube.com/watch?v=bFFao_Mp5Do

 

Саморазрушение раковых клеток после присоединения к ним нанодисков и применения слабого магнитного поля

 

 

Диски обладают спино-вихревым состоянием и, находясь на раковых клетках, не проявляют никакой активности, пока не попадают под воздействие слабого переменного магнитного поля, вызывающего вихревой сдвиг, создающий колебания. Энергия колебаний передается клетке и вызывает ее апоптоз, или «самоубийство». Авторы разработки считают основной причиной гибели раковых клеток вызываемое нанодисками механическое повреждение мембраны, ведущее к нарушению клеточного ионного транспорта (что расценивается ими как триггер апоптоза), в то время как само по себе механическое повреждение мембран не является достаточным по силе воздействия для физического их разрушения и гибели клетки и в худшем (или в лучшем) случае может вызвать ее некроз.

 

Так как антитела привлекают нанодиски только к раковым клеткам, процесс оставляет окружающие здоровые клетки неповрежденными. Это делает метод непохожим на традиционные методы лечения рака, такие как химиотерапия или облучение, негативно влияющие на нормальные здоровые клетки.

 

«Мы очень рады такому слиянию науки о материалах с науками о жизни, но мы находимся еще на ранней стадии разработки», - говорит материаловед Валентин Новосад (Valentyn Novosad) (Аргоннская национальная лаборатория). «Скоро мы планируем начать доклинические испытания на животных, но до клинических испытаний пройдет еще несколько лет. Все пока находится на стадии эксперимента».

 

Помимо дальнейших испытаний и изучения нового метода лечения ученые должны проверить возможные побочные эффекты, которые вполне могут остаться незамеченными при лабораторных экспериментах.

 

«Использование наноматериалов для лечения рака не является новой концепцией, но возможность разрушать раковые клетки без нанесения вреда окружающим здоровым тканям несет в себе большой потенциал», - говорит Рожкова. «Эта цель может быть достигнута только с помощью таких различных областей знания как физика, химия, биология и нанотехнологий. Наши результаты могут оказать большое влияние на важные области науки и современных передовых технологий».

 

 

По материалам Argonne National Laboratory.

 

 

Оригинал статьи:

 

Scientists discover novel materials approach to fighting cancer

 

 

Статья

"Biofunctionalized magnetic-vortex microdiscs for targeted cancer-cell destruction",

опубликованная в Nature Materials

 

 

 


В избранное