Lomonosov Moskva State University forskare, i samarbete med tyska kollegor, har applicerat kiselnanopartiklar för att diagnostisera och bota cancer. För första gången, forskare har visat partiklarnas förmåga att tränga in i sjuka celler och lösa sig helt efter att ha levererat terapeutiska läkemedel. Detaljerna i forskningen presenteras i en artikel som publicerades i det senaste numret av Nanomedicin:Nanoteknik, Biologi och medicin .

Teamets vetenskapliga inriktning kallas "teranostiker, "en portmanteau av" terapi "och" diagnostik, "betecknar processen för samtidig upptäckt och behandling av sjukdomen. En av dess tillämpningar är att upptäcka en rad onkologiska sjukdomar med hjälp av nanopartiklar som bär medicin för riktad leverans till en cancercell. Många nanopartiklar uppfyller för närvarande inte kravet på biokompatibilitet. Enligt en av forskarna, Liubov Osminkina, några av nanopartiklarna kan verka snabbt, leverera läkemedlet exakt och bota ett antal sjukdomar, men orsaka lever, njure, lungvärk, eller till och med huvudvärk månader senare.

"Anledningen är att guld, silver, titanoxid, kadmiumselenid och andra nanopartiklar utsöndras inte helt, "Förklarar Liubov Osminkina." När nanopartiklar når blodomloppet, de kan fastna i inre organ och efter ett tag, de börjar skada organismen på grund av långvariga toxiska effekter. "

Söker inte bara biokompatibel, men också biologiskt nedbrytbar transport för riktad läkemedelsleverans, forskare studerade poröst kisel. De trodde att dessa nanopartiklar inte skulle göra någon skada när de hjälpte patienten, eftersom deras upplösning är kiselsyra, vital för ben och bindväv.

Med hjälp av Raman -spektroskopi, forskare skannar innehållet i en levande cell och jämför spektra som erhålls av vad som finns inuti en cell. "Det var då jag fick en idé att genomföra en studie av biologisk nedbrytning av nanopartiklar med hjälp av Raman-mikrospektroskopi, "säger forskaren." Denna teknik gör det möjligt att inte bara lokalisera nanopartiklar i cellen, men också för att se processen med deras sönderfall. Det senare var möjligt eftersom Raman -spektrumet av kiselnanopartiklar beror på deras storlek - ju mindre de är, ju bredare spektrumet blir, växlar till lägre frekvenser. "

Kärnan i Osminkinas nya studie var att inkubera bröstcancercellerna med 100 nm kiselnanopartiklar och sedan använda en Raman-mikrospektrometer för att observera vad som händer i cellerna under olika tidsperioder från fem timmar till 13 dagar. De såg hur de första fem till nio timmarna nanopartiklar lokaliseras på cellmembranen och tränger in i cellen under nästa dag och börjar sedan biologiskt nedbrytas, vilket framgår av en minskning av signalamplituden, spektral breddning och utseendet på toppen av den amorfa kiselfasen. Det visades att den 13:e dagen, nanopartiklarna löser sig helt och signalen försvinner.

"Således, för första gången, Vi har visat att porösa kiselnanopartiklar kan vara helt ofarliga teranostika för många typer av cancer. De tränger lätt in i den sjuka cellen, och när den är fylld med ett läkemedel, avge det under upplösning. Jag tror att resultaten av vårt arbete är av stor betydelse på lång sikt som grund för att skapa läkemedel baserade på biokompatibla och biologiskt nedbrytbara kiselnanopartiklar, "Säger Lubov Osminkina.