Forskare från Immanuel Kant Baltic Federal University (IKBFU) och National University of Science and Technology "MISiS" har studerat hur magnetnanopartiklar påverkar cancerceller i den mänskliga levern. Enligt författarnas åsikt, denna forskning kommer att hjälpa till att behandla onkologi. Forskningsresultaten publicerades i Nanokonvergens .

På grund av deras unika egenskaper, magnetiska nanopartiklar kan användas för terapeutisk diagnostik och personlig behandling av cancersjukdomar, samt vara ett effektivt kontrastmedel för MRT-undersökning och avbildning av tumörer.

Det är känt att mänskliga cancerceller kan absorbera magnetiska nanopartiklar. Denna egenskap kan användas i cancerterapi på minst tre sätt:lokal uppvärmning av en tumör när den utsätts för ett variabelt magnetfält (magnetisk hypertermi), riktad läkemedelstillförsel, eller selektiva cytotoxiska effekter av nanopartiklar på cancerceller.

Forskare från IKBFU Laboratory of Novel Magnet Materials studerade särdragen hos nanopartiklars inflytande på cellorganeller och bekantade sig med särdragen hos intracellulära processer i detalj genom att använda olika linjer av levercancerceller. Små föremål som nanopartiklar kan lätt "ätas" av celler, men detta händer inte alltid – i vissa fall, nanopartiklar kan skada en cells struktur, penetrera den och döda den. Genom att tillsätta nanopartiklar av järnoxid av olika former till cellernas näringsmedium, forskare kunde kontrollera graden och arten av förändringarna i cellkultur.

Enligt författarna till studien, cancercellernas beteende beror på koncentrationen av nanopartiklar i lösningen och, viktigast, typen av cancer. Faktum är att olika celler reagerar olika på samma partiklar. Detta gör det möjligt att skapa ett instrument baserat på nanopartiklar, selektivt undertrycka cancerceller samtidigt som friska celler hålls intakta.

Forskare har genomfört experiment på hur cancerceller i den mänskliga levern reagerar på olika typer av magnetiska nanopartiklar. De fann att nanokuber och nanokluster av järnoxid kan aktivera vissa gener som ger ett "självförstörande kommando" till levercancerceller. Denna upptäckt kastar ljus över de mekanismer som reglerar celldöd orsakad av nanopartiklars cytotoxicitet.

Maxim Abakumov, medförfattare till forskningen, chef för NUST "MISiS" biomedicinska materiallaboratoriet sa, "Mekanismen för toxisk effekt är förknippad med den progressiva permeabiliteten av lysosomala membran i hepatocyter, som provocerar processerna av apoptos och autofagi, i grund och botten, "celldöd."

Enligt Valeria Rodionova, chefen för IKBFU:s laboratorium för nya magnetmaterial, resultaten av forskningen kan komma att användas för cancerdiagnostik och terapi.

Valeria Rodionova sa, "Detta tvärvetenskapliga projekt samlade forskare från olika områden:fysik, apotek, och biologer. Vårt gemensamma arbete gjorde det möjligt för oss inte bara att syntetisera unika typer av nanopartiklar utan också att analysera mekanismerna för specifika cellulära signalvägar som de aktiverar i cellen."

Samarbete i den vetenskapliga världen visar sig ofta vara avgörande för forskningen. Således, mikroskopiska studier utfördes i laboratoriet för biofysik, under överinseende av Dr Oleg Lunov, chef för laboratoriet (Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences). Forskare från Mendeleev Russian University of Chemistry and Technology deltog också i studien.