Физику Мурильо Мартинсу из Института Нильса Бора при Копенгагенском университете пришла идея. Он хотел построить своего рода наноразмерный «грузовик», который мог бы транспортировать цитотоксин непосредственно к раковым клеткам через кровоток и побуждал бы клетки пропускать «нагрузку», чтобы раковые клетки были уничтожены.
Это то, что вы можете представить в научно-фантастическом фильме, но можно ли это сделать в реальном мире??
Первой задачей была сама «машина». Для этого он решил использовать крошечные магнитные шарики — подход, хорошо известный в медицинских исследованиях.
Вы можете ввести шарики в кровоток и, поместив магнит в то место, где расположена опухоль, вы можете заставить шарики переместиться туда.
Следующим шагом была цитотоксическая нагрузка.
«Мы разработали кольцевой мешок из биологически полезного основного материала и с помощью химических процессов инкапсулировали цитотоксин, окружающий бусинки. Соединение не всегда происходит, но с помощью процесса разделения мы можем отсортировать бусинки там, где соединение с мешочком не удалось », — объясняет Мурильо Мартинс, постдок в области рентгеновских и нейтронных исследований в Институте Нильса Бора при Университете Копенгаген.
В установке по рассеянию нейтронов LANSCE в США и синхротронной установке в Институте Пауля Шеррера, PSI в Швейцарии, они могли «заглянуть внутрь» упаковки с цитотоксином и подтвердить, что цитотоксин инкапсулирован в кольцеобразную упаковку.
Дверные проемы в камеру
Следующей задачей, которую нужно было решить, было поместить пакет в ячейку.
Клетка имеет окружающую мембрану, которая защищает клетку от посторонних веществ. Но у него также есть замочные скважины или рецепторы, которые могут открыться, если клетка хочет позволить веществам проникнуть. У этих веществ должен быть ключ, который вставляется в замочные скважины.
"Тогда я подумал, почему рак груди, рак легких и рак яичников так часто распространяется на кости?? Кости состоят из минералов, таких как фосфат кальция.
Нужны ли эти вещества раковым клеткам для роста? Можно ли использовать эти вещества как дверные проемы в камеру??
Я решил разобраться в этом », — объясняет Мурильо Мартинс.
Поэтому он сделал покрытие из фосфата кальция на упаковке с цитотоксином.
Теперь им нужно было проверить, сработала ли идея. Будет ли упаковка с цитотоксином всасываться в клетки?? И какой эффект они бы имели?
Больные клетки умирают, здоровые клетки не страдают
Они провели эксперименты с раком груди, рака легких и раковых клеток толстой кишки вместе со здоровыми клетками (моноцитами и фибробластами) в Лаборатории иммунологии опухолей Школы биологических наук в Ботукату, Бразилия.
Исследования показали, что раковые клетки действительно поглощали упаковки с цитотоксином. Но какой бы эффект они имели??
Раковые клетки и здоровые клетки имеют очень разный метаболизм, и два типа клеток по-разному реагировали на инкапсулированные противораковые агенты.
«Мы могли видеть, что наночастицы с цитотоксином были поглощены раковыми клетками. Это привело к изменению метаболизма раковых клеток, и у клеток появились признаки того, что они вот-вот умрут.
Между тем здоровые клетки не обнаруживают никаких признаков поглощения пакетов с цитотоксином. Это говорит о том, что этот метод может использоваться для передачи цитотоксина по телу с пониженной токсичностью и, следовательно, может быть потенциально более безопасным для здоровых клеток », — объясняет Хелойза Бордалло, доцент кафедры рентгеновских лучей и нейтронологии в Институте Нильса Бора.