Исследователи из Политехнического института Вирджинии вместе с индийскими коллегами на 63 ежегодном собрании Американского Физического Общества представили новый метод целенаправленного разрушения раковых клеток с использованием гипертермии.

При лечении рака с использованием гипертермии температура опухолевых клеток повышается, а близлежащие здоровые ткани сохраняют более низкую температуру тела. Чтобы подтвердить полученные данные, ученые провели эксперименты и в лаборатории, и на живых организмах.

Соавторами исследования выступили Монруде Лиангрукса (Monrudee Liangruksa) - аспирантка Вирджинского политеха, научный руководитель ее диссертации Ишвар Пури (Ishwar Puri), а также Ранджан Гангули (Ranjan Ganguly ) с факультета энергетики Университета Ядавпура в Калькутте (Индия).

В интервью, предшествующему презентации, Пури объяснил, что, совершенствуя технологию, для вызова гипертермии они использовали магнитные жидкости. Магнитная жидкость – это вещество, которое приобретает сильные магнитные свойства в присутствии магнитного поля.

«После внутривенного введения эти жидкости могут быть примагничены к раковым тканям. – сказал Пури. – Магнитные наночастицы, размер которых составляет миллиардную долю метра, просачивается в ткань опухолевой клетки из-за высокой проницаемости этих сосудов».

После этого магнитные наночастицы в опухоли, подвергаемые высокочастотному переменному электромагнитному полю, нагреваются, что приводит к гибели ткани. Этот процесс называется магнитно-жидкостная гипертермия, она же - термотерапия.

Температуры в диапазоне между 41 – 45 градусами по Цельсию оказывается достаточно для замедления или остановки роста раковой ткани. Однако без магнитно-жидкостной гипертермии эти температуры разрушат и здоровые клетки.

«Стандартное лечение с помощью гипертермии удерживает повышенную температуру опухолевых клеток примерно в течение 30 минут, температура здоровой ткани при этом оказывается ниже 41 градуса Цельсия, - сказал Пури. – Разработанная нами термотерапия, основанная на магнитных жидкостях, может быть выполнена путем термоабляции, при которой ткани нагреваются до 56 градусов, что приводит к их гибели, свертыванию или карбонизации, когда они подвергаются бесконтактному, высокочастотному магнитному полю переменного тока. Местная теплопередача от наночастиц увеличивает температуру тканей и разрушает клеточные мембраны».

Пури добавил, что, по результатам тестирования, наночастицы оксида железа являются «самыми биосовместимыми агентами для магнитно-жидкостной гипертермии». Платина и никель также могут выступать как магнитные наночастицы, но они «токсичны и чувствительны» к воздействию кислорода.

Ученые планируют проверить их аналитический подход с помощью экспериментов на различных раковых клетках. К этой работе привлекут доктора Эланкумаран Суббия (Elankumaran Subbiah) из Школы ветеринарной медицины Вирджинии-Мэрилэнд. Главная проектная группа, состоящая из пяти студентов факультета прикладных наук и механики Вирджинского политеха, сейчас работает над созданием аппаратуры для этих тестов.