Учёные НИТУ «МИСиС» совместно с российскими и зарубежными коллегами разработали методику экспресс-анализа токсичности магнитных наночастиц, применяемых для создания противоопухолевых препаратов. Результаты работы международного исследовательского коллектива опубликованы в журнале Scientific Reports.
В последние годы магнитные наночастицы, особенно суперпарамагнитные наночастицы оксида железа (SPION), широко изучаются в биомедицине. На сегодняшний день SPION — это единственные магнитные наночастицы, разрешённые к применению в клинической практике.
SPION широко используются в адресной доставке лекарств, применяются они и в качестве контрастных агентов для магнитно-резонансной томографии, и как необходимый компонент процедур на основе гипертермии («выжигания» опухолей изнутри) и радионуклидной терапии с использованием магнитного поля. Задача, стоящая сегодня перед учёными, — оценить риски для здоровья пациентов, связанные с применением наночастиц. Для этого необходимо разработать новые методы высокопроизводительного анализа биореакций и составления прогнозов токсичности веществ — собственно, разработкой такого метода и занялись специалисты из НИТУ «МИСиС».
«Учёные НИТУ «МИСиС» под руководством ведущего научного сотрудника лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» к. ф-м. н. Александра Ерофеева создали технологию для оценки токсичности магнитных наночастиц, применяемых для терапии онкозаболеваний. Основанная на измерении активных форм кислорода внутри клетки уникальным инновационным наноэлектродом, в дальнейшем технология поможет быстрее и эффективнее внедрять новые медицинские противоопухолевые препараты», — рассказала ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова.
По словам авторов исследования, результаты нового метода позволили продемонстрировать значительную разницу концентраций внутриклеточных активных форм кислорода (АФК), при проведении измерений в раковых клетках до и после воздействия наночастиц оксида железа. Чувствительность разработанного метода заметно отличается от чувствительности стандартных методов — соответствующую разницу концентраций АФК старые технологии обнаружить не позволяют.
АФК — ионы кислорода, свободные радикалы и перекиси, образующиеся как вследствие естественного метаболизма, так и под действием ионизирующего излучения. Повышенное содержание АФК в клетке обычно приводит к «окислительному стрессу» и повреждению клеточных структур из-за окисления.
«Мы разработали стабильный зонд для измерения [содержания] внутриклеточных АФК на основе углеродных наноэлектронов, покрытых каталитически активным слоем платины», — поясняет Александр Ерофеев.
Учёные подчёркивают важность и перспективность использования наноэлектродов для анализа. По их мнению, это позволит обеспечивать относительно быструю, чувствительную и экономически эффективную оценку токсичности наночастиц на единичных клетках.
