Новости онкологии

26 марта 2021

В России создали молекулярные термометры для борьбы с раком

Сверхчувствительные молекулярные термометры для медицины создал российско-финский коллектив ученых с участием специалистов Национального исследовательского технологического университета «МИСиС». По словам авторов, уникальная разработка повысит точность и эффективность терапии различных опухолей. Результаты опубликованы в журнале Materials & Design.

Некоторые перспективные методы лечения опухолей, например, фотодинамическая и фототермическая терапия, требуют точного регулярного измерения температуры живых систем на уровне отдельных молекул.

Например, при фотодинамической терапии опухоль облучают лазером для активации заранее введенного лекарства, что приводит к нагреву опухолевой ткани. Однако для вызова терапевтического ответа опухоль можно нагревать до 42-45 градусов; при дальнейшем повышении температуры начнется сворачивание белков и повреждение соседних здоровых тканей.

Теоретические расчеты и существующие термометры, по словам ученых, весьма неудобны и не обеспечивают высокой точности измерений. Решая эту проблему, коллектив специалистов с участием ученых НИТУ «МИСиС» синтезировал вещества, которые могут работать как сверхточные термометры на молекулярном уровне.

«Молекулярные термометры – класс веществ, оптические характеристики которых меняются вместе с температурой. Мы синтезировали два таких вещества и изучили их люминесцентные свойства. При нагреве спектр их испускания и «время жизни» флуоресценции меняется – этого достаточно, чтобы фиксировать изменения температуры с точностью до 0,1 градуса. Считывание температуры происходит на том же оборудовании, которое применяется для облучения введенного препарата», – рассказал эксперт лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Роман Акасов.

Синтезированные вещества относятся к хорошо изученному классу водорастворимых порфиринов и, по словам авторов исследования, отличаются от других молекулярных термометров простотой синтеза и модификации.

Оценив токсичность полученных термометров, ученые обнаружили, что одно из соединений при облучении лазером достаточно токсично. По словам авторов, такое сочетание позволит использовать вещество не только как молекулярный термометр, но и как полноценный фотодинамический препарат со встроенной термометрией, способный бороться с опухолевыми клетками.

В исследовании приняли участие ученые Санкт-Петербургского государственного университета, Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Технологического университета Лаппеэнранта (Финляндия), НИТУ «МИСиС», Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет), Поволжского государственного технологического университета. Работы проводились в рамках проекта РНФ №19-13-00410.

Ближайшая задача ученых – детальное исследование фотофизических свойств полученных порфиринов при длительном облучении в ходе фотодинамической терапии. Также научный коллектив планирует продолжить поиск новых препаратов комбинированного действия.

Источник: rscf.ru