Ученые МФТИ превратили золотые нанозвезды в оружие против рака

Исследователи МФТИ модифицировали поверхность наночастиц золота лектинами — белками, которые распознают характерные углеводные структуры на поверхности опухолевых клеток. Такой подход позволил обеспечить адресную доставку наночастиц в опухоль, используя их одновременно для диагностики и фототермической терапии.

Работа научной группы Физтеха относится к тераностике — направлению, объединяющему диагностику и терапию опухолей в рамках единой платформы. Одна из главных задач при создании таких систем — «научить» препарат отличать опухолевые клетки от здоровых и накапливаться именно там, где требуется его действие. Для этого используют молекулярные мишени, которые служат своеобразным «адресом» опухоли.

«Летом мы ищем звезды в небе, а здесь все наоборот: золотые нанозвезды должны были сами найти свою цель — опухоль. Навигатором для них стали лектины, распознающие своеобразный «сахарный паспорт» раковых клеток. Достигнув опухоли, нанозвезды под действием ближнего инфракрасного света превращают свет в тепло и уничтожают опухолевые клетки», — рассказала руководитель исследования, руководитель лаборатории биохимических исследований канцерогенеза МФТИ, доктор биологических наук Виктория Шипунова.

У разных опухолей набор мишеней различается. Например, при выборе терапии рака молочной железы учитывают три ключевых маркера: рецепторы эстрогена (ER) и прогестерона (PR), а также рецептор эпидермального фактора роста человека 2-го типа (HER2). Однако при трижды негативном раке молочной железы ER и PR не экспрессируются, а гиперэкспрессия HER2 отсутствует. Поэтому стандартные варианты таргетной терапии, направленные на эти мишени, неприменимы, и исследователям приходится искать другие молекулярные ориентиры на поверхности опухолевых клеток.

«Если у опухоли нет привычных белковых мишеней, это еще не значит, что она становится невидимой. При злокачественном перерождении меняется не только набор белковых рецепторов, но и состав углеводных структур на поверхности клетки. Наша идея состояла в том, чтобы распознать эти изменения с помощью лектинов и использовать их как проводники для адресной доставки наночастиц. Такой подход особенно важен для опухолей, у которых классические терапевтические мишени отсутствуют», — пояснила Виктория Шипунова.

Для решения этой задачи ученые МФТИ создали тераностический агент на основе золотых нанозвезд. Их поверхность модифицировали лектинами, способными распознавать характерные углеводные структуры на опухолевых клетках. Лектины обеспечивают адресную доставку и удержание наночастиц в опухоли, а золотые нанозвезды поглощают лазерное излучение и преобразуют его в тепло, позволяя визуализировать и разрушать опухолевую ткань.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации