Исследователи из MIT Media Lab разработали инъекционные наноантенны для терапии глиобластомы — одного из наиболее агрессивных и устойчивых к лечению видов рака мозга. Размер каждой частицы составляет около 150 нанометров, что примерно в сто раз меньше толщины человеческого волоса. При воздействии магнитного поля устройства создают локальные электрические поля, способные повреждать опухолевые клетки без заметного вреда для здоровых тканей.
Технологию назвали HITMAN — это сокращение от английского названия метода терапии опухоли с помощью локализованного электрического поля и магнитно-активируемых наноантенн. Как отмечает MIT Media Lab, результаты лабораторных и доклинических испытаний показали замедление роста опухоли и увеличение продолжительности жизни животных без выявленных побочных эффектов. Работа опубликована в журнале Science Advances.
Для проверки метода ученые использовали клетки пациентов с агрессивной глиобластомой, устойчивой к химиотерапии. В лабораторных условиях наноантенны уничтожили 52,2% опухолевых клеток — более чем в пять раз больше, чем стандартный препарат темозоломид. При этом здоровые нейроны и астроциты, поддерживающие работу мозга, не пострадали.
Затем клетки опухоли пересадили в мозг мышей. В этих моделях HITMAN существенно затормозила развитие новообразований, а медианная продолжительность жизни животных выросла более чем на 50%. Исследователи также не обнаружили токсического воздействия на основные органы и окружающие здоровые ткани.
Активация наноантенн проводится дистанционно с помощью низкочастотного магнитного поля, которое проходит через череп и мозговую ткань. Под его воздействием элементы устройств деформируются и формируют электрические поля, нарушающие биологические процессы в раковых клетках, включая работу мембран, сворачивание белков и функции эндоплазматического ретикулума. В результате клетки теряют способность нормально функционировать и погибают.
В контрольных экспериментах ученые подтвердили, что эффект возникает именно при сочетании наноантенн и магнитного воздействия. Число колоний опухолевых клеток после применения технологии снизилось со 112–150 до 26, что указывает на возможное уменьшение риска повторного роста опухоли. Авторы считают, что в будущем устройства можно будет вводить не только через череп, но и внутривенно с использованием ранее разработанной технологии доставки через гематоэнцефалический барьер.