Naučnici sa Indijskog instituta za nauku (IISc) razvili su novi pristup za potencijalno otkrivanje i ubijanje ćelija raka, posebno onih koje formiraju čvrstu tumorsku masu. Oni su stvorili hibridne nanočestice napravljene od zlata i bakar sulfida koje mogu da ubiju ćelije raka koristeći toplotu i omoguće njihovo otkrivanje pomoću zvučnih talasa, prema studiji objavljenoj u ACS Applied Nano Materials.
Rano otkrivanje i lečenje su ključni u borbi protiv raka. Nanočestice bakar-sulfida su ranije dobijale pažnju zbog njihove primene u dijagnostici raka, dok su nanočestice zlata, koje se mogu hemijski modifikovati da ciljaju ćelije raka, pokazale antikancerogene efekte. U trenutnoj studiji, IISc tim je odlučio da kombinuje ova dva u hibridne nanočestice.
„Ove čestice imaju fototermalna, oksidativni stres i fotoakustička svojstva“, kaže Jaia Prakash, docent na Odeljenju za instrumentaciju i primenjenu fiziku (IAP), IISc, i jedan od odgovarajućih autora rada. Dr. studenti Madhavi Tripathi i Svathi Padmanabhan su prvi autori.
Kada se svetlost obasja na ove hibridne nanočestice, one apsorbuju svetlost i stvaraju toplotu, koja može da ubije ćelije raka. Ove nanočestice takođe proizvode singletne atome kiseonika koji su toksični za ćelije. „Želimo da oba ova mehanizma ubiju ćeliju raka“, objašnjava Jaia Prakash.
Istraživači kažu da nanočestice takođe mogu pomoći u dijagnostici određenih karcinoma. Postojeće metode kao što su samostalni CT i MRI skeniranje zahtevaju obučene radiološke profesionalce da dešifruju slike. Fotoakustičko svojstvo nanočestica im omogućava da apsorbuju svetlost i generišu ultrazvučne talase, koji se mogu koristiti za otkrivanje ćelija raka sa visokim kontrastom kada čestice stignu do njih.
Ultrazvučni talasi generisani iz čestica omogućavaju precizniju rezoluciju slike jer se zvučni talasi manje rasipaju kada prođu kroz tkiva u poređenju sa svetlošću. Skeniranje napravljeno od generisanih ultrazvučnih talasa takođe može pružiti bolju jasnoću i može se koristiti za merenje zasićenosti kiseonikom u tumoru, povećavajući njihovu detekciju.
„Ovo možete integrisati sa postojećim sistemima detekcije ili tretmana“, kaže Ashok M Raichur, profesor na Odseku za inženjerstvo materijala i drugi odgovarajući autor. Na primer, nanočestice se mogu pokrenuti da proizvedu toplotu tako što će ih osvetliti pomoću endoskopa koji se obično koristi za skrining raka.
Prethodno razvijene nanočestice imaju ograničenu primenu zbog svoje velike veličine. Tim IISc-a je koristio novu metodu redukcije za taloženje sitnih zrna zlata na površinu bakar-sulfida. Dobijene hibridne nanočestice — veličine manje od 8 nm — potencijalno mogu lako da putuju unutar tkiva i dospeju do tumora.
Istraživači veruju da bi mala veličina nanočestica takođe omogućila da prirodno napuste ljudsko telo bez akumulacije, iako se moraju sprovesti opsežne studije kako bi se utvrdilo da li su bezbedne za upotrebu u ljudskom telu.
U trenutnoj studiji, istraživači su testirali svoje nanočestice na ćelijskim linijama raka pluća i raka grlića materice u laboratoriji. Sada planiraju da prenesu rezultate za klinički razvoj.
