Игорь Лалаянц
Магнит, заставляющий вращаться с бешеной скоростью частицы ZnFeO внутри раковой клетки.
Иллюстрация Physorg
Вновь проснувшийся в апреле камчатский вулкан Шивелуч засыпал поселок Ключи у его подножия 20-сантиметровым слоем пепла. Врачи советуют жителям пить больше молока и принимать активированный уголь, чтобы снизить пагубный эффект естественного загрязнения воздуха (air pollution). Буквально за неделю до начала извержения вышел номер журнала Nature, поднимавший проблему рукотворного загрязнения воздуха. Журнал приводит мнение экспертов Лондонского института Френсиса Крика, которые сопоставили данные экологов и эпидемиологов Англии, Канады, Южной Кореи и Тайваня. На примере 3257 случаев показана связь air pollution с возрастанием числа случаев рака легких у людей без мутаций ДНК – за счет активности белковых рецепторов эпидермального фактора роста (EGFR – антителами против него лечат опухоли груди).
Сегодня свои «продукты» клиницистам все активнее предлагают физики. Стратегия понятна: бороться со стремлением раковых клеток уйти от иммунного надзора. По мнению исследователей Университета науки и технологии в Нанкине (Китай), опухоль избегает иммунной токсичности, активируя синтез жироподобного вещества в оболочке так называемых натуральных киллеров, ассоциированных с новообразованием. Это вещество необходимо для изоляции нервных отростков. Нарушение в этой жироподобной оболочке приводит к рассеянному склерозу.
Авторы считают, что подавление активности фермента сфингомиелиназы повышает противоопухолевую эффективность действия натуральных киллеров. Снижают клеточную активность с помощью моноклональных антител (МАТ). Но у опухолевых клеток, в свою очередь, имеется белок, иммуно-глобулиноподобный рецептор клетки-киллера (KIR). В Медицинском колледже Нью-Йорка показали, что блокирование KIR способствует подстегиванию противоопухолевой активности. А в Университете Сингапура в опытах на мышах с помощью анализа активности одиночных клеток выявили механизм дисфункции Т-лимфоцитов (их «истощения»).
Натуральные киллеры (NK) – это лимфоциты, которые, как и мечниковские макрофаги и нейтрофилы, являются клетками белой крови. Ученые Пекинского университета установили, что макрофаги проникают в лимфоузлы и опухоли, активируя иммунный ответ. То же относится, как доказали в Гарварде, и к нейтрофилам, синтезирующим интерферон-гамма благодаря сигналам так называемых дендритных клеток.
Все это хорошо, говорят клиницисты, но иммунотерапии – в том числе и клеточные – пока не обладают достаточной эффективностью. Поэтому врачи обращают свои взоры в сторону физиков, которые предлагают нестандартные подходы к лечению онкологических заболеваний. Прежде всего речь идет об использовании магнитов и намагничиваемых векторов адресной доставки лекарств непосредственно к аномальным клеткам.
В Институте биомедицинского инжиниринга г. Сиси (Китай) предложили механо-химиотерапевтический наноматериал PLGA для атаки измененных клеток доксорубицином. Из PLGA – полимера из молочной и гликолевой – авторы сделали наносферы, в полость которых поместили лекарство и намагничиваемый состав на основе ZnFeO. Частицы с помощью внешнего магнитного поля подводили к опухоли, клетки которых поглощали их. Затем включали слабое магнитное поле, вращающее частицы со скоростью 2 тыс. оборотов в минуту. Физическая смерть раковых клеток неминуема.
А в Университете Торонто использовали вращаемые внешним магнитным полем углеродные нанотрубочки. Они были «инкрустированными» частицами железа. Их использовали для лечения у мышей мозговых глиобластом, устойчивых к химиотерапии.
К этому можно добавить сообщение из Шанхайского университета Фудань, где создали самозаряжающуюся (self-charging) в биожидкостях содержащих соль (NaCl) батарею. Ее активность лишает клетки нужного им для выработки энергии молекулярного кислорода. При этом гипоксия активирует пролекарство НАР – Hipoxia Activated Prodrug. Действие батареи видно при томографии в разрастании зон гипоксии, в которых гибнут опухолевые клетки.
