Ученые совершили значительный прорыв в борьбе с онкологическими заболеваниями, разработав многообещающую терапию, которая использует светодиодный свет и ультратонкие наночастицы олова для уничтожения раковых клеток, при этом не затрагивая здоровые ткани. Этот инновационный подход позволяет избежать болезненных побочных эффектов, которыми часто сопровождаются традиционная химиотерапия и другие инвазивные методы лечения.
Это достижение стало результатом сотрудничества между Техасским университетом в Остине и Университетом Порту в Португалии, реализованного в рамках программы UT Austin Portugal Program. Цель партнерства – сделать световые методы лечения рака более доступными и экономичными. Современные версии этих методов часто требуют дорогостоящих материалов, специализированных лабораторных условий и мощных лазеров, способных повредить окружающие ткани. Переход на светодиоды и использование наночастиц SnOx (где Sn – химический символ олова) позволил исследователям создать более безопасную и потенциально недорогую альтернативу.
«Нашей целью было создать лечение, которое будет не только эффективным, но также безопасным и доступным, – отмечает Джин Энн Инкорвия, профессор кафедры электротехники и компьютерной инженерии Семьи Чандры в Инженерной школе Кокрелла и один из руководителей проекта. – Сочетая светодиодный свет и наночастицы SnOx, мы разработали метод, позволяющий точно нацеливаться на раковые клетки, оставляя здоровые нетронутыми».
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале ACS Nano, разработанный подход показал высокую эффективность в борьбе как с колоректальным раком, так и с клетками рака кожи. После всего 30 минут воздействия лечение с использованием светодиодов уничтожило до 92% клеток рака кожи и 50% клеток колоректального рака, при этом не причинив вреда здоровым клеткам кожи человека. Эти результаты подчеркивают точность и безопасность новой терапии.
Рак остается второй ведущей причиной смерти во всем мире, и многие существующие методы лечения сопровождаются тяжелыми побочными эффектами. Ученые по всему миру ищут новые способы сделать терапию более безопасной и целенаправленной. Одним из наиболее перспективных направлений является ближняя инфракрасная фототермическая терапия, которая использует свет для нагревания и разрушения раковых клеток без необходимости хирургического вмешательства или токсичных препаратов. Именно этот принцип лег в основу исследований команды Техасского университета в Остине и Португалии.
Получив сильные предварительные результаты, исследователи теперь сосредоточены на понимании того, как свет и тепло взаимодействуют в процессе, а также на тестировании других материалов, которые могут улучшить эффективность лечения. В их ближайших планах – разработка практических медицинских устройств, способных доставлять терапию непосредственно пациентам.
«Наша конечная цель – сделать эту технологию доступной для пациентов по всему миру, особенно в тех местах, где доступ к специализированному оборудованию ограничен, с меньшим количеством побочных эффектов и более низкой стоимостью, – говорит Артур Пинто, исследователь на инженерном факультете Университета Порту и ведущий научный сотрудник проекта в Португалии. – В частности, для рака кожи мы предполагаем, что однажды лечение может переместиться из больницы в дом пациента. Портативное устройство можно будет размещать на коже после операции, чтобы облучать и уничтожать любые оставшиеся раковые клетки, уменьшая риск рецидива».
Инкорвия и Пинто начали сотрудничество в рамках программы UT Austin Portugal Program в 2021 году. С тех пор они совершили взаимные визиты между Техасом и Португалией, объединяя свой опыт для изучения того, как двумерные материалы могут быть применены в развитии терапии рака.
Опираясь на свой успех, команда недавно получила дополнительное финансирование через программу UT Austin Portugal Program для создания имплантата для пациенток с раком молочной железы, использующего аналогичную технологию светодиодов и наночастиц. Их продолжающееся сотрудничество может проложить путь к более персонализированным, доступным и безболезненным методам лечения рака в ближайшем будущем. Среди соавторов статьи, внесших значительный вклад, – аспирант Хуй-Пин Чанг, руководивший разработкой наночастиц, и докторант Ева Нэнс из Техасского университета в Остине, а также Филиппа А.Л.С. Силва, Сусана Г. Сантос и профессор Фернау Магальяэш из Университета Порту, и Хосе Р. Фернандес из Университета Траз-уш-Монтиш и Алту Дору, разработавший системы светодиодов.
UT Austin Portugal Program – это долгосрочное научно-техническое партнерство между Техасским университетом и Португальским фондом науки и технологий (FCT). Португалия имеет аналогичные партнерства с двумя другими университетами США – Массачусетским технологическим институтом и Университетом Карнеги-Меллона, а ее 17-летнее сотрудничество с Техасским университетом недавно было продлено еще на пять лет.
