Физик из Техасского Университета в Арлингтоне (University of Texas at Arlington — UTA) предложил новую концепцию лечения раковых клеток.
В недавно опубликованной статье в журнале Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine профессор физики UTA Вэй Чэнь и команда международных сотрудников выдвинули идею использования наночастиц диоксида титана (TiO2), стимулированных микроволнами, чтобы вызвать смерть раковых клеток, не повреждая нормальные клетки вокруг них.
Метод называется Микроволновой Радикальной Терапией, которую команда называет Микро Динамической Терапией, или МДТ.
Использование наночастиц TiO2, активированных светом и ультразвуком, в лечении рака широко изучалось, но это первый раз, когда исследователи показали, что наночастицы могут быть эффективно активированы микроволнами для разрушения раковых клеток — потенциально открывая новые двери для лечения пациентов, борющихся с болезнью.
Чэнь сказал, что новая терапия сосредоточена на активных видах кислорода, или ROS, которые являются естественным побочным продуктом метаболизма кислорода в организме. ROS помогают убить токсины в организме, но также могут повредить клетки, если они достигнут критического уровня.
TiO2 входит в клетки и производит ROS, которые способны повреждать плазматические мембраны, митохондрии и ДНК, вызывая гибель клеток.
«Раковые клетки характеризуются более высоким устойчивым насыщением ROS, чем нормальные, здоровые клетки», — сказал Чэнь. «Эта новая терапия позволяет нам использовать это, повышая насыщенность ROS в раковых клетках до критического уровня, который вызывает смерть клеток, не подталкивая нормальные клетки к тому же порогу.»
Экспериментальное исследование этой новой концепции лечения основывается на опыте Чэня в использовании наночастиц для борьбы с раком.
Сотрудники Чэня родом из Академии Медицинских Наук провинции Гуандун и Университета Бэйхан. Команда провела эксперименты, которые демонстрируют, что наночастицы могут значительно подавлять рост остеосарком при микроволновом облучении.
В то время как TiO2 и маломощное микроволновое излучение сами по себе не убивали раковые клетки, комбинация этих двух моментов оказалась успешной в создании токсического эффекта для опухолевых клеток. Терапия абляции микроволнами уже доказывала свою эффективность против рака костей, получая лучшие результаты чем МДТ. Однако МДТ имеет приложения для борьбы с другими типами рака, а не только остеосаркомы, используемые для этого пилотного случая.
Использование света для активации ROS — как видно из фотодинамической терапии — может быть сложным для лечения опухолей, глубоко расположенных в организме; напротив, микроволны дают возможность создавать более глубокое проникновение, которое распространяется через все типы тканей и неметаллических материалов.
«Это новое открытие интересно тем, что оно потенциально создает новые возможности для лечения онкологических больных, не вызывая изнурительных побочных эффектов», — сказал Чэнь. «Этот целенаправленный, локализованный метод позволяет нам сохранить здоровые клетки неповрежденными, чтобы пациенты были лучше подготовлены для борьбы с болезнью.»
Результаты экспериментального исследования свидетельствуют о том, что МДТ является перспективным подходом к лечению рака, хотя метод все еще разрабатывается и его ограничения изучаются. Исследовательская группа подала патент на Микро Динамическую Терапию. Затем они планируют обратить свое внимание на понимание физики и внутренних механизмов, лежащих в основе мощной комбинации микроволн и TiO2.
«Доктор Чэнь продолжает создавать портфель исследовательских проектов, который имеет революционные возможные последствия для лечения рака», — сказал Алекс Вайс, председатель отдела физики UTA. «Эта новая работа является образцом духа открытия, который мы стремимся воплотить в UTA. Я с нетерпением жду того, что д-р Чень и его сотрудники могут сделать на следующих этапах этого исследования, поскольку они открывают новый потенциальный путь борьбы с раком.»
Источник: University of Texas at Arlington