Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Золотые нанооболочки (SEM).
Рисунок 2. Макрофаг (слева) и моноциты (справа) с золотыми наночастицами внутри (TEM).
Рисунок 3. Злокачественная опухоль (флуоресцентное окрашивание). Зеленый: жизнеспособные клетки. Видно, что они расположились на поверхности опухоли, тогда как внутри находится темная зона некрозов. Красный: погибшие макрофаги. Желтый: клетки опухоли, погибшие в результате фотоидуцированного разогревания нанооболочек внутри макрофагов. Слева – неосвещенная область (внутренний контроль: ни макрофаги, ни раковые клетки не погибли).

Троянский конь: подарок раковым опухолям

Ключевые слова:  наночастица, периодика, плазмонный резонанс, рак

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

07 ноября 2007

Применение наночастиц для диагностики и лечения онкологических заболеваний уже давно занимает умы исследователей. Однако часть раковых клеток не поддается подобной терапии, поскольку не все области опухоли доступны для взаимодействия с наночастицами.

Раковые клетки зачастую растут и делятся так быстро, что некоторые регионы в составе опухоли оказываются вдали от кровеносных сосудов, и клетки в таких областях умирают от недостатка кислорода и питательных веществ. Таким образом, внутри опухоли возникает зона некрозов, которая, однако, содержит и некоторое количество живых клеток. Терапия этих клеток неэффективна, а ведь они способны метастазировать даже после гибели основной массы раковых клеток.

При изучении зон некрозов в опухолях неожиданно были обнаружены нормальные, не раковые, клетки. Это оказались макрофаги – клетки иммунной системы организма, которые реагируют на остатки мертвых клеток и перемещаются в места их скопления. Макрофаги приходят из кровяного русла, где постоянно циркулируют их предшественники – моноциты.

Оригинальный способ борьбы с раковыми опухолями «изнутри» опробовала группа ученых из университетов Индианы и Техаса (США). Они предложили начинить наночастицами не непосредственно опухолевые клетки, а те самые моноциты и макрофаги, которые потом внедряются в опухоль, привлеченные остатками мертвых клеток.

Для своего исследования ученые взяли золотые оболочки (nanoshells) с внутренним диаметром 60 нм и внешним диаметром 87 нм (рисунок 1). При облучении светом определенной длины волны такие наночастицы разогреваются благодаря поверхностному плазмонному резонансу, вызывая фотоиндуцированную гибель клеток. В данном случае максимум поглощения наблюдается при длине волны 754 нм, то есть в ближней инфракрасной области. Такой свет легко проходит сквозь ткани организма.

В качестве «троянского коня» для доставки нанооболочек в опухоль были использованы макрофаги и моноциты. Свойство этих клеток активно поглощать всяческие чужеродные для организма предметы пришлось весьма кстати (рисунок 2).

Наконец, в качестве опухоли были выбраны клетки рака груди. При росте in vitro они формируют плотные шарики около 780 мкм в диаметре, в центре которых образуется зона некрозов. К таким образованиям были добавлены макрофаги, содержащие золотые нанооболочки. Через три дня их облучили лазером, окрасили флуоресцентными красителями и увидели, что клетки внутри опухоли действительно погибли (рисунок 3).

Так была успешно продемонстрирована принципиальная возможность коварного разрушения опухоли в самой ее сердцевине. Работа «A cellular trojan horse for delivery of therapeutic nanoparticles into tumors» опубликована в Nano Letters.


Источник: ACS Publications



Комментарии
А вы ничего не перепутали? Судя по электронной микрофотографии слева моноцит (крупная округлая клетка), а спрва тот самый макрофаг. Да и потом моноциты циркулируют не только в крови, они являтся резидентами соединительных тканей.
Трусов Л. А., 07 ноября 2007 12:09 
в статье так же
Grigorieva Anastasia V., 07 ноября 2007 13:33 
Подписи, кажется, правильные. Клетки справа способны делиться. А в качестве "коней" использовали человеческие клетки???
В качестве опухоли точно человеческие.
Естественно человеческие, иначе защитная система, распознав чужой комплекс гистосовместимости на поверхности, убьет чужака.
Чья защитная система? Там в эксперименте кроме этих макрофагов, другой "защитной системы" не было. Тем не менее, мне тоже кажется, что человеческие.
Идея великолепна, но всем известно, что такое in vitro и in vivo. В крови моноциты распределяются на пристеночный и циркулирующий пулы, и существует закономерная миграция из кровотока в определенные ткани. Поэтому я думаю, что данная мысль в исполнении in vivo может быть выполнена, если использовать для загрузки нанооболочками золота макрофагов взятых из зоны поражения и вновь помещать их в данную зону. И еще, остатки органики, будут переработаны, а нанооболочки золота?
Извините, что возвращаюсь к старым новостям. Буквально на днях мне задали тот же вопрос по ссылке на эту страницу. Значит, перечитывают и тема не закрыта ;-)
По выведению наночастиц золота из организма опубликовано немало материала. При исследовании возможности применения Au-наночастиц (1.9 нм) в качестве рентгеноконтрастного вещества карциномы у мышей показано, что 50% частиц выводится из крови за 2-10 минут, остальные 50% - от 15 минут до 1,4 часа. Самая высокая концентрация наблюдалась в почках (10,6% введенной дозы), потом в опухоли (4,2%), печени (3,6%) и мышцах (1,2%). За 5 часов организм очищается от наночастиц на 77,5%. Мышцы и кровь полностью очистились за 24 часа, в опухоли этот процесс происходил медленнее. При начальной концентрации Au 10 мг/мл крови, поведение мышей не изменялось, анолит плазмы крови и гистология органов не выявили каких-либо свидетельств токсичности спустя 11 и 30 дней после инъекции ( работа в открытом доступе). Аналогичные результаты получены при радиотерапии опухолей с использованием наночастиц Au. Отмечается хорошая переносимость и полное выведение наночастиц почками.
В этой работе исследовали механизм поглощения Au-наночастиц размером 4, 10, 28 и 58 нм в желудочно-кишечном тракте при пероральном введении. Обнаружено, что поглощение золота зависит от размера частицы: более мелкие частицы пересекают ЖКТ быстрее. Методом электронной микроскопии показано, что мелкие частицы поглощаются персорбцией через отверстия поврежденных энтероцитов. Более крупные выводятся через ЖКТ.
Вероятнее всего, так же будут вести себя и нанооболочки.
С другой стороны (следуя канонам нанотехнологии), задача подобрать условия, при которых отработанные частицы будут самоорганизовываться в ювелирные украшения

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Пластиды
Пластиды

Пять медалей завоевали российские школьники на Международной физической олимпиаде
Стали известны итоги 50-й Международной физической олимпиады для школьников, которая проходила в Тель-Авиве (Израиль). Российская сборная завоевала в состязаниях 4 золотые и одну серебряную медаль.

Поступление в совместный российско-китайский Университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне
В июле 2019 года в МГУ имени М.В. Ломоносова проходит набор учащихся на программы МГУ, реализуемые в Университете МГУ-ППИ в Шэньчжэне. Поступление в совместный университет – это возможность учиться в самом быстроразвивающемся городе мира на русском языке у ведущих преподавателей МГУ по самым современным программам, получить образование мирового уровня и дипломы сразу двух университетов, овладев китайским языком. Для поступления в совместный университет не требуется владения китайским языком. Прием документов и экзамены проходят на территории МГУ. Абитуриенты имеют право поступать одновременно в МГУ имени М.В. Ломоносова и МГУ-ППИ в Шэньчжэне.

Вокруг Нанограда
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. И сам город оказался молодым, динамичным, современным и интересным. Ниже дан небольшой фоторепортаж вокруг Нанограда, беглый взгляд, что собой представляет Ханты - Мансийск.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.