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

 

Кот-нанобот
Кот-нанобот

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.