Исследователи из Японии вдохнули новую жизнь в известный способ применения наночастиц из диоксида титана для уничтожения опухолевых клеток. Разработанная ими новая стратегия увеличивает стабильность наночастиц, модифицированная терапевтическая система может проникать глубже в ткани человека, чем это можно было возможно ранее, поражая проблемные и сложные случаи опухолей. Ключевым моментом в модификации новой системы является применение ультразвука.

Ацуси Харада (Atsushi Harada) с коллегами инкапсулировал наночастицы из диоксида титана в мицеллы. Для стабилизации мицелл исследователи привили к ним полиэтиленгликоль, полимер, применяющийся во многих областях медицины. Такая прививка не только стабилизирует мицеллы, но и увеличивает их биологическую совместимость и обеспечивает низкую цитотоксичность, и эта низкая токсичность является одним из основных полезных свойств новой системы.

Рис. 1. Н аночастицы из диоксида титана,
инкапсулированные в мицеллы, могут селективно
уничтожать клетки только в области воздействия
ультразвука. (Рисунок из Biomater. Sci., 2012,
DOI: 10.1039/c2bm00066k).

Диоксид титана представляет собой фотосенсибилизатор, который обычно активируется ближним инфракрасным излучением, эта активация приводит к выделению реакционного синглетного кислорода, способного уничтожать клетки. Это свойство уже используется в фотодинамической терапии. Однако ближний ИК не может проникать глубоко в ткани человека, поэтому исследователи решили заменить инфракрасное воздействие на ультразвуковое. Как и ИК, ультразвук неинвазивен и не повреждает клетки, при этом его преимуществом является возможность проникать глубоко в ткани и достигать опухолей, расположенных в глубине тела.

Исследователи обнаружили, что мицеллы, содержащие диоксид титана, усваиваются как нормальными, здоровыми клетками, так и клетками линии HeLa – эти клетки часто обнаруживают при диагностике рака. Воздействие на мицеллы ультразвука, как было показано, также приводит к выделению реакционноспособных кислородсодержащих частиц, включая синглетный кислород, который, как предполагается, является основным цитотоксичным агентом в фотодинамической терапии.

Теоретически это означает, что новая система может найти применение в клинической фотодинамической терапии, и тонкая фокусировка ультразвукового луча даст возможность поражать опухоль, не повреждая здоровые клетки.

Таким образом, в скором времени может появиться новый тип терапии – сонодинамическая терапия, который будет комплементарно дополнять возможности фотодинамической терапии.