Размещено на http://www.allbest.ru/

Золотые наночастицы

Американские исследователи из технологического института Джорджии и университета Калифорнии разработали новый метод простой и надежной диагностики онкологических заболеваний с помощью золотых нанокапсул. Принцип диагностики основан на связывании наночастиц золота со специфическими антителами на поверхности раковых клеток. При этом наночастицы избегают здоровых клеток, таким образом можно «картографировать» опухоль с точностью до нескольких клеток.

«Наночастицы золота хорошо рассеивают и поглощают свет, - говорит профессор Мустафа Эль-Сэйед. - Мы хотели посмотреть, можно ли присоединить наночастицы к живым клеткам, чтобы облегчить выявление рака. И, проделав ряд экспериментов, мы получили многообещающие результаты».

У многих раковых клеток на всей их поверхности есть белок, известный как рецептор эпидермального фактора роста, тогда как здоровые клетки обычно не экспрессируют этот белок настолько сильно.

Конъюгация наночастиц золота с антителами против EFGR, обычно называемыми анти-EFGR, позволила исследователям обеспечить связывание наночастиц с самими раковыми клетками.

«Если вы добавите раствор этих конъюгированных наночастиц к здоровым и раковым клеткам и посмотрите на изображение, то с помощью простого микроскопа сможете увидеть, как раковые клетки засияют целиком, - сообщил Эль-Сэйед. - Здоровые клетки не особенно связываются с наночастицами, поэтому вы их и не увидите. При такой технике если вам хорошо видна оболочка клетки, то это - рак».

Исследователи обнаружили, что наночастицы золота имеют на 600% большее сродство с раковыми, чем со здоровыми клетками. Лучше всего работали частицы размером 35 нанометров.

Привлекательность новой методики в том, что она не требует дорогих мощных микроскопов или лазеров. Всё, что нужно для того, чтобы увидеть результат - это обычный оптический микроскоп и белая лампа.

Другое преимущество в скорости получения результатов. «Если вы возьмёте клетки ткани, пораженной раком, и обработаете их антителами с золотыми наночастицами, то результаты можно увидеть немедленно. Рассеяние настолько сильное, что можно разглядеть каждую частицу», - рассказал Эль-Сэйед. Если можно разглядеть каждую частицу, то, соответственно, можно идентифицировать и каждую раковую клетку. Это открывает поистине удивительные возможности диагностики метастазов и опухолей, которые только начинают развиваться.

Наконец, эта методика нетоксична для человеческих клеток. Сходная методика на квантовых точках, которая использует микроскопические полупроводниковые кристаллы для маркировки клеток опухоли, опасна для человека, так как эти полупроводники токсичны. Золотые наночастицы обладают исключительной устойчивостью к окислению и, следовательно, играют значительную роль в применении в наномедицине для клинически необходимой диагностики и терапии. Несмотря на огромный потенциал для нового поколения наномедицинских продуктов, основанных на золотых наночастицах, нетоксичные конструкции золотых наночастиц и образования, которые могут быть легко использованы в конкретном месте внутривенно, для диагностики изображения, получаемого с помощью вычислительной томографии или для терапии посредством различных модальностей, все еще являются редкими. Здесь мы представляем результаты исследований: 1) синтез и стабилизация золотых наночастиц с введенным нетоксичным фитохимическим клеем в межклеточный материал; 2) детальный анализ модели и фармакокинетические исследования клейкого вещества золотых наночастиц в свинках, чтобы проникнуть во внутрь отдельного органа в место нахождения этого нового поколения потока золотых наночастиц, и 3) различные измерения с помощью вычислительной томографии х - луча потоков смеси золотых наночастиц для возможной пользы в молекулярном изображении. Наши результаты показывают, что естественно встречающаяся клейкая масса может быть использована как нетоксичное фитохимическое образование в производстве легко применяемых биологически совместимых золотых наночастиц для диагностики и терапевтического применения в наномедицине.

Основная часть сегодняшней работы сосредоточена на развитии гибрида золотых наночастиц, образующихся при участии металлических наночастиц. Гибридные наночастицы получаются при окрашивании золотых наночастиц специфичными биомолекулами, включающими моноклонированные тела, аптамеры, пептиды, и различные специфичные образования. Специфические гибридные наночастицы приемники главным образом используют для задания трех различных признаков, которые являются сильно выраженными в раковых клетках. Они включают матрикс металлопротисов, фактор роста рецептора эпидермиса, и онкобелки, которые связывают с человеческим papilllomavirus. Уникальные фотофизические свойства гибридных наночастиц позволяют состояние оптического поглощения от УФ до близкой к ИК области оптического спектра. Эти интересные фотофизические свойства гибридных наночастиц возбудили интерес к развитию методов оптического изображения, использующих недорогие системы стекловолоконного оптически центрального изображения, которые могут «питать» сосуды и капилляры. Современные исследования на животных показали, что гибридные золотые наночастицы, окрашенные раковыми признаками, могут быть использованы с диэлектрическим кремниевым ядром для определения молекулярных признаков рака по средствам оптического изображения. Например, исследования оптического изображения у животных, используя золотые наночастицы сопрягали с the breast-carcinoma-specific Her_2 биомолекулы успешно показали нацеливание и определение микроскопических опухолей в верхней части ткани. Nir излучение способно проводить тепло в ткань с опухолью и с раковыми клетками. В самом деле, окончательное тепловое уничтожение раковых клеток было показано при действии на ткань с опухолью локализованными гибридными золотыми наночастицами для Nir излучения.

Изображение, полученное при действии х-луча, обычно основано на йодированных молекулах, взвешенных в жидкостях. Недавно, однако, противоположные агенты, основанные на наночастицах, улучшили обнаружение опухоли и липосомы, обладающие высокой концентрацией йода, были использованы, чтобы улучшить микрокомпьютерную томографию у мыши. Большое атомное число металлов мотивировало исследование применения металлических наночастиц как радио непроводящих противоположных агентов. В таком контексте, современные исследования сосредоточились на применении золотых наночастиц. Дальнейшие эксперименты с опухалью мыши дали первое подтверждение принципа, что окрашенные в золотой цвет нанооболочки могут быть использованы, чтобы добиться двойного оптического изображения и Nir - промежуточной оптической терапии. Современные результаты показали, что применение золотых наночастиц после действия х-излучения приводит к значительному сокращению опухолей, а в некоторых отдельных случаях к полному их уничтожению. Пока эта работа показывает потенциальные преимущества золотых наночастиц для улучшения опухоли, большее внимание потребуется, чтобы понять и количественно подсчитать действие золотых наночастиц в клинически привалирующих методах радиационной терапии.

диагностика онкологический золотой нанокапсула

Размещено на Allbest.ru