Золотые наночастицы помогут бороться с раком
Золото может быть хорошим помощником при радиотерапии – особенно, если его направить прямиком к опухолевым клеткам.
Раковую клетку можно убить, обработав её каким-нибудь лекарством – или облучив ионизирующим излучением, которое вызовет в ней мутации, несовместимые с жизнью. Первый способ – химиотерапия, второй – радиотерапия. И в том, в другом случае возникает проблема, как целенаправленно убить опухоль, по минимуму затронув здоровые ткани, и как это сделать наиболее эффективно, чтобы можно было обойтись минимальной дозой лекарства или излучения.
В случае с радиотерапией помочь могли бы золотые наночастицы. Известно, что они поглощают ионизирующую радиацию в 100 раз сильнее, чем живые ткани, причём поглощённая энергия заставляет золото испускать электроны, которые непосредственно повреждают ДНК раковых клеток. Когда атом вещества получает порцию энергии, он может просто высвободить электрон – и тогда мы говорим о фотоэффекте. Однако одновременно в атоме образуется вакансия на месте электрона, который покинул свою энергетическую орбиту. На неё приходит другой электрон, с орбиты, более высокой по энергии. При переходе на низкий энергетический уровень опять-таки высвобождается ещё порция энергии. Она либо улетает в виде кванта рентгеновского излучения, либо передаётся ещё одному электрону (уже третьему по счёту), который сам покидает атом – подобно первому, который вылетел непосредственно под влиянием ионизирующего излучения. Вылет добавочного электрона называется эффектом Оже, и именно такие электроны покидают золотую частицу под действием ионизирующего излучения.
Правда, электроны Оже сами по себе не отличаются большой энергией, то есть они могут действовать только непосредственно рядом с частицей, которой принадлежали, да и сама она должна быть совсем небольшой, иначе электрона даже не сможет выйти за её пределы. Исследователи из Род-Айлендского университета и Брауновского университета нашли способ, как привести золотые наночастицы прямо к опухолевым клеткам. Для этого, как пишут авторы работы в статье в PNAS, частицы нужно снабдить так называемыми pHLIP (pH Low-Insertion Peptide) – так называют пептиды, которые чувствуют более кислую, чем обычно, клеточную среду, и закрепляются в мембране подкисленной клетки. Раковые же клетки как раз и отличаются пониженным pH, так что pHLIP доставляют связанные с ними наночастицы прямиком к адресату.
Золото вместе с пептидным якорем могло бы обеспечить как большую специфичность терапии, так и большую эффективность, нежели при простом облучении опухоли (напомним, что золото в данном случае служит усилителем излучения). Пока в предварительных экспериментах удалось лишь увидеть, что «любящие кислоту» пептиды действительно приводят наночастицы в злокачественные клетки: их выживаемость падала на 21%, если золото было простое, без добавок, и на 24%, если частицы были с «довеском» в виде pHLIP. Может показаться, что эффект невелик, однако чтобы точно понять, насколько новый способ борьбы с опухолью будет действенен, нужно поставить опыты хотя бы на крысах – хочется надеяться, что результаты таких опытов станут известны в самое ближайшее время.
