Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами успешно синтезировали суперпарамагнитные наночастицы магнетита, легированного галлием. Исследование новых наночастиц подтвердило их потенциал для диагностики и терапии онкологических заболеваний, сообщает пресс-служба вуза.
Галий активно используется в лечении рака. Его ионы обладают значительным терапевтическим потенциалом, включая противовоспалительное, иммуномодулирующее и антигиперкальциемическое (снижение уровня кальция в сыворотке крови до нормальных значений — прим. ред.) действие. Противораковый механизм ионов галлия обусловлен его способностью биологически имитировать оксид железа. Несмотря на эти факты, клиническое применение соединений галлия, в частности, нитрата, мальтолата и хлорида, сталкивается со значительными ограничениями.
— Так, внутривенное введение ионов галлия может привести к высокой нефротоксичности (токсическое действие, способное вызвать структурно-функциональные повреждения почек — прим. ред.) и снижению эффективности. Поэтому улучшение стратегий доставки для повышения тканеспецифического воздействия галлия и минимизации его системной токсичности остается важной задачей. В этом отношении сочетание преимуществ ионов галлия и наночастиц магнетита посредством стратегии легирования может обеспечить новый, перспективный путь для терапии рака, — говорит руководитель исследования, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Роман Чернозем.
В отличие от традиционных химиотерапевтических агентов и наноносителей для доставки лекарств, предлагаемые наночастицы на основе магнетита и ионов галлия действуют как самотерапевтические системы благодаря присущей галлию противораковой активности в сочетании с магнитной чувствительностью. По словам исследователей, этот уникальный механизм позволяет одновременно проводить диагностику и лечение, снижая системную токсичность и преодолевая основные ограничения существующих материалов. Однако, несмотря на многообещающие доклинические исследования, указывающие на противораковый потенциал наночастиц магнетита, легированного галлием, контролируемый синтез этих материалов остается серьезной проблемой.
— Наиболее распространенным методом является термическое разложение металлоорганических прекурсоров. Однако он обладает рядом существенных недостатков для биомедицинских применений. Для синтеза смешанных систем на основе оксидов металлов разработано несколько методов, включая соосаждение, сольвотермический синтез, золь-гель-процесс и сжигание в растворе. Среди них весьма перспективными представляются золь-гель-процесс и сольвотермические методы. При этом систематическое сравнение золь-гелевого и сольвотермического методов синтеза наночастиц магнетита, легированного галлием, с акцентом на взаимосвязь их структуры и свойств для потенциального противоракового применения еще не проводилось», — добавляет соавтор статьи, доцент отделения ядерно-топливного цикла Инженерной школы ядерных технологий Лилия Леонова.
Ученым удалось двумя способами синтезировать наночастицы магнетита, легированные галлием, и изучить их структурные, морфологические, магнитные и биологические свойства. Оба метода синтеза позволили получить однофазные наночастицы с улучшенными магнитными свойствами. Кроме того, исследователи провели предварительную оценку биосовместимости полученных наночастиц in vitro с использованием клеток глиобластомы и фибробластов при воздействии магнитного поля низкой интенсивности.
В исследовании приняли участие сотрудники Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий и Инженерной школы ядерных технологий ТПУ, ТГУ, Федерального научно-исследовательского центра цитологии и генетики СО РАН, Института физики прочности и материаловедения им. Панина СО РАН.
Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».