Ведущие российские исследователи взялись за разработку революционной методики повышения эффективности радиотерапевтического лечения опухолей. Ключевым элементом стратегии выступают наночастицы, созданные на основе тяжелых химических элементов. Их уникальные свойства позволяют существенно повысить чувствительность раковых клеток к воздействию радиации, делая опухоль гораздо более уязвимой для терапии.
Международное сотрудничество и передовые исследования
Проект реализуют специалисты Кабардино-Балкарского государственного университета и Института теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук. Сотрудничество происходит в рамках масштабной международной программы ARIADNA, являющейся частью мегасайенс-проекта NICA. Объединяя усилия, ученые ставят перед собой цель преодолеть актуальные вызовы современной медицины, связанные с устойчивостью определенных видов опухолей к существующим методам лечения.
Виртуальное моделирование и подбор наночастиц
Первым этапом работы стала разработка виртуальной клетки с включенными в нее кластерами наночастиц. Передовые методы математического моделирования позволяют ученым точно рассчитать оптимальный размер, состав наночастиц и подобрать наиболее эффективный для терапии тип ионизирующего излучения.
Благодаря этим расчетам выбираются материалы, способные максимально эффективно усиливать повреждение опухолевых клеток, не причиняя вреда здоровым тканям организма. Такой фундаментальный подход позволяет минимизировать побочные эффекты и значительно повысить результативность терапии.
Принцип действия наночастиц
Суть инновационной терапии заключается в использовании наночастиц тяжелых элементов, к примеру, золота. При облучении эти наночастицы испускают потоки вторичных электронов, которые внутри опухоли генерируют активные формы кислорода (АФК). АФК наносят сильные удары по раковым клеткам, разрушая их изнутри и делая опухоль уязвимой для дальнейших курсов радиотерапии. При этом для здоровых клеток эти наночастицы могут даже обладать защитными антиоксидантными свойствами — они нейтрализуют лишние радикалы, предотвращая нарушения в работе жизнеспособных тканей.
Таким образом, подход основывается на двойственном эффекте: с одной стороны, он обеспечивает активную борьбу с раковыми клетками, а с другой — защищает здоровые ткани, сокращая нежелательные эффекты терапии.
План дальнейших исследований
Ученые отмечают, что перед запуском настоящих экспериментов с применением ускорителей частиц проводится глубокое компьютерное моделирование для отбора наиболее эффективных вариантов наночастиц и типов излучения. Уже совсем скоро планируется синтезировать наноматериалы с конкретно заданными характеристиками для дальнейших лабораторных испытаний.
Следующие этапы включают изучение того, как выбранные наночастицы взаимодействуют с различными видами ионизирующих излучений, а также анализ процесса образования активных форм кислорода в контрольных растворах, максимально приближенных к внутренней клеточной среде организма. Кроме того, предстоит создание сложных компьютерных моделей, имитирующих структуру клеточных мембран, органелл и других внутриклеточных компонентов, чтобы выяснить тонкие механизмы воздействия наночастиц на опухоли.
Оптимистический взгляд в будущее
Разрабатываемая технология обещает совершить настоящий прорыв в области лечения онкологических заболеваний. Применение тяжёлых наночастиц не только повысит точность и результативность радиотерапии, но и позволит сохранить здоровье пациентов, существенно снижая вероятность развития побочных эффектов. Быстрый прогресс в синтезе и моделировании наноматериалов, а также тесное сотрудничество ведущих научных центров страны и мира вселяет уверенность, что новые методы терапии в ближайшем будущем станут надежной опорой для врачей и пациентов.
Российская наука продолжает открывать горизонты в борьбе с онкологическими заболеваниями, объединяя традиционные знания и современные нанотехнологии ради общего блага.
Источник: scientificrussia.ru
