Кремниевые наночастицы для лечения рака

Российские ученые разработали способ инкапсулирования и выхода лекарств из наноконтейнеров для локальной терапии онкологических заболеваний

Татьяна Перевязова, пресс-секретарь ИТЭБ РАН

Известно, что химические вещества, с помощью которых врачи борются со злокачественными опухолями, очень токсичны и для всего остального организма. К сожалению, часто бывает, что пациенты онкоклиник, даже поборов рак, не могут справиться с последствиями самого лечения. Поэтому в течение уже нескольких десятилетий множество ученых со всего мира ищут способы лечения рака не настолько губительные для всего организма в целом. Один из способов локальной доставки препарата непосредственно к опухолевым клеткам разработали российские ученые из МГУ, МИФИ, Российского Онкологического Научного Центра имени Н.Н. Блохина и ИТЭБ РАН, в соавторстве со своими коллегами из Финляндии. Результат их работы (Tamarov et al., Temperature responsive porous silicon nanoparticles for cancer therapy – spatiotemporal triggering through infrared and radiofrequency electromagnetic heating) опубликован в Journal of Controlled Release, импакт-фактор 7,441.

В основе разработки, предложенной учеными, лежит применение биосовместимых и биодеградируемых кремниевых наночастиц. Они пронизаны множественными порами, за счет чего способны буквально впитывать в себя различные вещества. Внутрь наночастиц вводят лекарственный препарат, действие которого направлено на гибель опухолевых клеток. Далее исследователи используют свойство злокачественных опухолей накапливать внутри себя любые включения, которые могут находиться в организме даже в ничтожно малом количестве. Но возникает проблема: пока наночастицы пройдут путь до места локализации опухоли, лекарства могут теряться, выходя из пор. Для того, чтобы предотвратить этот процесс, наночастицы покрывают термочувствительным полимером.

В своих экспериментах ученые продемонстрировали, что при использовании такого покрытия для наночастиц эффективность противоопухолевых препаратов многократно возрастает. Исследователи показали действенность такого способа лечения злокачественных опухолей не только на клеточных культурах, но и на живых организмах. После однократного введения системы наночастиц с полимерным покрытием, несущей противоопухолевые препараты, для лечения мышей с привитой опухолью в сочетании с электромагнитным излучением отмечалось явное подавление роста карциномы и продление жизни испытуемых животных.

Еще одно преимущество предлагаемого способа лечения – биоразлагаемость наночастиц пористого кремния, которые могут выводиться из организма естественным путем. Таким образом, наночастицы пористого кремния могут найти применение в биомедицине в качестве способа локальной доставки лекарственных препаратов для лечения злокачественных опухолей.

В дальнейшем исследователи планируют оптимизировать основные параметры предложенного ими метода. Видимо, подобная терапия будет состоять из нескольких повторяющихся циклов введения наночастиц с противоопухолевым препаратом и электромагнитного облучения для инициирования выхода противоопухолевого препарата. Кроме того, исследователям необходимо подобрать наиболее подходящие свойства наночастиц, такие как, например их размер, концентрация, доза введения в организм для достижения главной цели – полного удаления злокачественной опухоли.

Работа проводилась при поддержке гранта РНФ № 16-13-10145

Биологи МГУ имени Ломоносова совместно с немецкими коллегами впервые продемонстрировали применение кремниевых наночастиц для диагностики и лечения рака, доказав их способность быстро проникать в больные клетки и, выпустив содержащееся в них лекарство, разлагаться, не накапливаясь в организме человека, сообщил последний номер журнала Nanomedicine.

Ученые работают в новом направлении под названием тераностика, позволяющем проводить процесс одновременной диагностики болезни и ее лечения. Одно из применений направления состоит в выявлении и лечении ряда онкологических заболеваний с помощью наночастиц, содержащих лекарство и точечно направляемых внутрь раковой клетки. Сейчас большинство подобных наночастиц не отвечают требованию биосовместимости. Как отметила участница исследования, старший научный сотрудник физического факультета МГУ Любовь Осминкина, при вводе в организм наночастицы действуют быстро, попадают куда требуется, лечат то или иное заболевание, но спустя месяцы у пациента начинают болеть почки, печень, легкие или даже голова.

"Все потому, что наночастицы золота, серебра, оксида титана, селенида кадмия и огромное множество других фактически из организма не выводятся. При попадании в кровоток они застревают во внутренних органах и спустя некоторое время начинают наносить вред организму за счет пролонгированных токсических эффектов", - рассказала Любовь Осминкина.

В процессе поиска подходящих материалов ученые обратили внимание на кремний, наночастицы созданные из которого не навредят организму. Они даже способны помочь, поскольку результатом их распада является кремниевая кислота, необходимая организму для укрепления костей и роста соединительных тканей.

Любовь Осминкина работала над получением наночастиц из кремния для тераностики в Институте фотонных технологий в Йене, одним из основных направлений деятельности которого является применение оптических методов для исследования живых систем. Особое внимание сотрудницы МГУ привлекла используемая там спектроскопия комбинационного рассеяния света, которая отличается относительной простотой и обилием получаемой информации. С ее помощью ученые проводили сканирование содержимого живой клетки и, сравнивая полученные спектры, выстраивали картину того, что и где в ней находится.

"Именно тогда мне и пришла в голову идея провести исследование биодеградации наночастиц с помощью рамановской микро-спектроскопии. Эта методика позволяла не только определить местонахождение наночастицы в клетке (сигналы от кремния и компонентов клетки находятся на различных частотах), но и наблюдать за процессом ее распада. Последнее стало возможно потому, что, как уже было известно, рамановский спектр от кремниевой наночастицы зависит от ее размера - чем она меньше, тем он становится шире и сдвигается в сторону более низких частот", - рассказала сотрудница МГУ.

Суть нового исследования Осминкиной и ее коллег в том, что клетки рака молочной железы атаковали кремниевыми наночастицами и затем микро-спектрометром наблюдали за происходящим в клетках в течение различного времени. Ученые увидели, что в первые 5-9 часов наночастицы собираются на клеточных мембранах, в последующие сутки проникают внутрь клетки, а затем начинают распадаться. На 13-е сутки наночастицы полностью растворяются и сигнал от них пропадает.

"Таким образом, мы впервые доказали, что пористые кремниевые наночастицы могут служить совершенно безвредным для организма агентом для тераностики многих онкологических заболеваний. Они не только легко проникают в больную клетку, но, если их напитать через поры лекарством, могут выпускать его в ней в процессе своего распада. Считаю, что результаты нашей работы имеют огромное значение в перспективе создания лекарств на основе биосовместимых и биодеградируемых наночастиц кремния", - заявила Любовь Осминкина.

Кремниевые наночастицы полностью разлагаются спустя несколько дней после того, как они попали в организм, а значит, можно не бояться, что они смогут нам как-то навредить.

Так, несколько месяцев назад мы рассказывали о золотых частицах, которые можно использовать для уничтожения опухоли: попав в организм, они накапливаются в ней, после чего их разогревают лазерным лучом, и опухоль гибнет от теплового удара.

Возможен другой подход: превращать наночастицы в контейнеры с лекарством – добравшись до опухоли и проникнув внутрь опухолевых клеток, частица высвободит противораковый токсин.

Наночастицы делают из самых разных материалов, кроме золота это может быть серебро, оксид титана, селенид кадмия и многие другие соединения, однако у них у всех есть один существенный минус – они не выводятся из организма. Пусть они с высокой точностью проникают именно в опухоль и с высокой эффективностью уничтожают её – потом-то они всё равно остаются в тех же тканях, и из-за того, что они продолжают там сидеть, они способны нанести вред. (Кроме того, не стоит забывать, что абсолютно точная адресная доставка пока невозможна, и какая-то доля частиц в любом случае осядет в совсем другом месте.)

Иными словами, наночастицы должны быть не только биосовместимы – чтобы не нанести вред при первом попадании в организм, – они должны впоследствии ещё и разрушиться, причём продукты их распада должны быть безвредными.

Удачным решением здесь могли бы стать наночастицы на основе кремния, которые при разложении дают кремниевую кислоту, необходимую для укрепления костей и роста соединительных тканей. Будут ли они распадаться, попав в организм? Эксперименты Любови Осминкиной и её коллег из Московского государственного университета и Института фотонных технологий им. Лейбница в Йене показали, что – да, будут.

Исследователи использовали спектроскопические методы, позволяющие отличить кремниевую частицу, попавшую в клетку, от собственно клеточного содержимого, так что в результате можно было узнать не только о том, где находится наночастица, но и как она себя там ведёт, распадается или нет.

Опыты ставили с клетками рака молочной железы: к ним добавляли кремниевые наночастицами размером 100 нм, а затем в течение различного времени (от 5 часов до 13 дней) наблюдали за происходящим. В статье в Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine авторы пишут, что в первые 5-9 часов наночастицы локализовались на клеточных мембранах, за последующие сутки проникали внутрь клетки, а потом начинали деградировать, так что на тринадцатый день от них ничего не оставалось.

По словам Любови Осминкиной, им впервые удалось доказать, что пористые кремниевые наночастицы могут служить совершенно безвредным для организма агентом для терапии и диагностики онкологических заболеваний. В свои порах они могут пронести в больную клетку лекарство, чтобы потом постепенно выпустить его в процессе собственного распада.

Очевидно, что полученные результаты имеют огромное значение для разработки лекарств на основе биосовместимых и биодеградируемых наночастиц.

Когда дело касается технологий борьбы с онкологическими заболеваниями при помощи наночастиц, все исследователи предпочитают использовать золотые наночастицы в силу целого ряда причин. До последнего времени практически никто не пытался использовать в этих целях кремниевые наночастицы, сфера применения которых была ограничена в основном электроникой. Однако, исследователи из Московского государственного университета имени Ломоносова и Института фотонных технологий, Лейбниц, Германия, продемонстрировали, что кремниевые частицы являются более универсальными решением, они могут быть использованы одновременно для диагностики и для лечения рака. В проводимых экспериментах ученые наблюдали, как кремниевые наночастицы сами обнаруживали раковые клетки, проникали в них и распадались после высвобождения "груза" лекарственных препаратов, не оставляя следов своего пребывания.

Данные исследования являются достаточно весомым шагом на пути развития области так называемой "тераностики" (theranostics), области медицины, являющееся комбинацией диагностики и терапии одновременно. В этой области уже были достигнуты некоторые успехи, однако используемые исследователями металлические наночастицы являются своего рода проблемой с точки зрения биологической совместимости. Несмотря на то, что они замечательно справляются со своей задачей по доставке лекарственных препаратов точно к месту назначения, они являются причиной возникновения отрицательных побочных эффектов, затрагивающих работу почек и печени пациента.

"Проблема заключается в том, что наночастицы из золота, серебра, окиси титана, селенида кадмия и других веществ не выводятся полностью из организма" - рассказывает Любовь Осьминкина, старший научный сотрудник Московского государственного университета, - "Когда отработанные наночастицы попадают в кровоток, они застревают в различных органах и через некоторое время начинают вредить организму, становясь причиной появления токсичных выделений".

В поисках наночастиц, обладающих максимальным уровнем биологической совместимости, исследователи обнаружили, что наночастицы из пористого кремния через некоторое время полностью распадаются, превращаясь в некоторые виды кремниевых кислот, которые являются жизненно необходимым компонентом, обеспечивающим крепость костей и здоровье соединительных тканей. Помимо этого, поры в кремнии могут выступать в качестве контейнеров для лекарственных препаратов.

Для проверки того, распадаются ли кремниевые наночастицы полностью, исследователи использовали два вида наночастиц, один из которых был снабжен фотолюминесцентным компонентом, а второй - нет. Для контроля использовалась установка рамановской спектрометрии, которая на основе анализа света способна определять состав материала и другие параметры, типа размера наночастиц.

Исследователи обнаружили, что кремниевые наночастицы, введенные для поиска клеток рака молочной железы через пять-девять часов осели исключительно на мембранах раковых клеток, после чего они проникли внутрь этих клеток. Под влиянием некоторых химических веществ, присутствующих в этих раковых клетках, наночастицы начали разлагаться и выпускать наружу заключенные в них лекарственные препараты. И еще через 13 суток в организме пациента не осталось ни малейшего следа, оставленного там кремниевыми наночастицами.

"Мы продемонстрировали, что наночастицы из пористого кремния являются абсолютно безопасным средством для тераностики, которое может использоваться для борьбы со многими видами онкологических заболеваний" - рассказывает Любовь Осьминкина, - "Они достаточно легко проникают внутрь клетки и растворяются без следа, оставляя за собой только лекарственный препарат".

Область использования кремниевых наночастиц до недавних пор ограничивалась только электроникой. Однако ученые из Института фотонных технологий, Лейбниц, Германия (Leibniz Institute of Photonic Technology) вместе с коллегами из Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова показали, что кремниевые наночастицы могут успешно применяться в борьбе с раковыми заболеваниями.

Дело в том, что такие наночастицы прекрасно решали задачу доставки лекарств к пораженным раком клеткам, однако становились причиной появления побочных эффектов, выражающихся в нарушении функций печени, почек и легких больного. Причина кроется в том, что отработанные наночастицы серебра, золота, селенида кадмия, окиси титана и другие не способны выводиться из организма человека полностью. Они попадают в кровь, оседают в различных органах и наносят вред, приводя к интоксикации организма.

В поисках вещества, выполняющего функции поставщика лекарства и обладающего высоким уровнем совместимости с организмом человека, ученые заинтересовались наночастицами из пористого кремния. Эти наночастицы в организме достаточно быстро целиком разлагаются. При этом, по мнению ученых, данный процесс даже полезен для человека, поскольку в результате распада кремниевых частиц образуется кремниевая кислота, принимающая участие в процессах, связанных с укреплением костной системы и соединительных тканей. Поры в кремнии могут быть использованы как контейнеры для лекарственных препаратов.

Для исследования того, как ведут себя наночастицы кремния в организме, ученые применяли два типа наночастиц: одни имели фотолюминесцентный компонент, а другие – нет. Для регистрации частиц применялась установка рамановской спектрометрии. В экспериментах применялась культура с раковыми клетками молочной железы.

Эксперимент показал, что кремниевые частицы с диаметром 100 нанометров, внедренные в питательную среду с целью поиска больных клеток, спустя 5-9 часов попадали на мембраны раковых клеток и проникали внутрь. Под воздействием находящихся в клетках химических веществ наночастицы начинали распадаться, освобождая находящиеся в них лекарства. А спустя всего лишь 13 суток в организме больного не оставалось даже намека на присутствие в нем наночастиц кремния.

Проведенные эксперименты доказали, что кремниевые наночастицы способны стать новым словом в тераностике, поскольку они могут эффективно проникать в клетки опухоли, отдавать содержащиеся в них лекарственные соединения, после чего быстро растворяться, не накапливаясь в организме и не принося никакого вреда. Эксперименты вселяют большую надежду, что кремниевые наночастицы смогут эффективно использоваться в онкологической практике для диагностики и лечения рака.

Где лечить онкологические заболевания?

На нашем сайте собрана информация о сотнях зарубежных медицинских учреждений, в которых можно провести высокоточную диагностику и эффективное лечение различных онкологических заболеваний. Это могут быть, например, такие клиники и центры, как:

Лечение онкологических заболеваний является одним из приоритетных направлений деятельности клиники Хеундэ Пэк в Южной Корее. Медицинское учреждение имеет в своем распоряжении современное оборудование и технику для проведения ранней и высокоточной диагностики рака и его последующей терапии. Перейти на страницу >>

Онкологический центр при университетской клинике Гамбург-Эппендорф в Германии проводит диагностику и лечение почти всех известных онкологических заболеваний, обладая отличной лечебно-диагностической базой, позволяющей выполнить быстрое и высокоточное обследование пациентов. Перейти на страницу >>

Университетская клиника в немецком городе Регенсбурге давно и успешно занимается диагностикой и лечением многих онкологических заболеваний. Наиболее часто в клинику обращаются пациенты для лечения рака желудочно-кишечного тракта, печени, мочеполовой сферы, груди, злокачественных лимфом, лейкемии. Перейти на страницу >>

Функционирующий при Университетской клинике города Ульма в Германии Онкологический центр по праву считается медицинским сообществом как один из самых передовых. Центр входит в состав Международного общества по лечению рака, а также является членом объединения Единого Ракового Центра города Ульма. Перейти на страницу >>

Университетская клиника Мюнхена в Германии широко имеет высокий авторитет в медицинском мире благодаря своим достижениям в области высокоточной диагностики и лечения онкозаболеваний с применением самого инновационного оборудования, такого как радиохирургический Гамма-нож, Кибер-нож и пр. Перейти на страницу >>

Европейский Институт Онкологии в Милане является одним из ведущих медицинских учреждений не только Италии, но и Европы, специализирующихся на лечении злокачественных опухолей. Широко применяет на практике передовые разработки в области терапии онкологических заболеваний. Перейти на страницу >>

Диагностика и лечение рака является одним из приоритетных направлений работы клиники Asklepios Fachkliniken Munchen-Gauting в Германии. В структуру действующего при клинике онкологического отделения входят как стационар, так и дневная клиника для диагностики и краткосрочного амбулаторного лечения. Перейти на страницу >>

Каким должно быть питание при онкологических заболеваниях? Какие продукты абсолютно противопоказаны при той или иной форме рака?

Фитотерапия способна оказать существенную помощь не только в лечении онкологических заболеваний, но также и в их профилактике.

Многих людей, имеющих у себя или у родственников онкологическое заболевание, интересует вопрос: передается ли рак по наследству?

Лечение рака во время беременности является довольно сложным, ведь большинство лекарственных средств обладает токсичностью.

Какие перспективы у беременности после перенесенного онкологического заболевания? Следует ли выдерживать срок после лечения рака?

Профилактика является важной частью общей борьбы с онкологическими заболеваниями. Как же уменьшить вероятность возникновения рака?

Что представляет из себя паллиативное лечение рака? Как оно может повлиять на качество жизни онкологического больного и изменить ее к лучшему?

Учеными разработано достаточно много перспективных методов лечения рака, пока еще не признанных официальной медициной. Но все может измениться!

Как найти силы для борьбы с раком? Как не впасть в отчаяние от возможной инвалидности? Что может послужить надеждой и смыслом жизни?

Бытует такое мнение, что постоянные стрессовые ситуации способны привести к развитию онкологических заболеваний. Так ли это?

Многие онкологические больные часто страдают от резкой потери веса. Чем это вызвано и можно ли как-то справиться с этой проблемой?

Правила ухода за больными, вынужденными постоянно находиться в кровати, имеют свои особенности и их нужно обязательно знать.

Рак является причиной смерти №1 в мире.

На протяжении долгих десятилетий ученые разрабатывают противоопухолевые вакцины, вирусы, наночастицы и иммунотерапию для лечения рака.

Но насколько мы близки к победе над смертельной болезнью?

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечает, что каждая шестая смерть на планете связана с онкологическими заболеваниями. Только в России за 2015 году от рака умерло почти 287 тысяч человек, в США — почти 600 тысяч.

Сегодня наиболее распространенными видами лечения рака являются лучевая терапия, химиотерапия, хирургическое лечение и — в случае рака предстательной железы и рака молочной железы — еще и гормональная терапия.

На фоне традиционного лечения набирают силу новые, способные существенно улучшить результаты, а зачастую имеющие меньше побочных эффектов.

- Побочные эффекты агрессивной терапии
- Частые рецидивы заболевания после операции
- Устойчивость опухолей к химиопрепаратам

Сегодня мы расскажем о самых последних исследованиях рака, которые позволяют надеяться на скорую победу над болезнью и появление эффективной профилактики.

Иммунотерапия рака

Если раньше наука оказалась бы бессильной, то сегодня ответ нашелся быстро: новые препараты для иммунотерапии рака блокируют молекулы, маскирующие опухоль, тем самым полностью восстанавливая контроль иммунной системы над болезнью.

Терапевтические вирусы и вакцины против рака

В январе 2018 мы рассказывали о достижении швейцарских ученых, которые обучают дендритные вакцины прямо в теле пациента. Для этого достаточно ввести в клетку особые пузырьки (везикулы) с антигенами рака, и она начинает распознавать чужака.

В последнее время врачи понимают, что иммунотерапия наилучшим образом работает в тандеме с химиотерапией. Особенно, если курс химиотерапии предшествует назначению иммунотерапевтических средств. Проблема заключается в том, что эта комбинация увеличивает вероятность побочных эффектов.

Ученые из двух ведущих институтов Северной Каролины (США) нашли решение. Разработанный в начале 2018 года гелеобразный материал может использоваться для доставки химиотерапии и иммунотерапии в опухоль, без системных реакций.

Наночастицы доставляют химиопрепараты

Если говорить о точности доставки химиопрепаратов и обнаружении невидимых микроопухолей, то настоящую революцию в этом деле произвели нанотехнологии.

Наночастицы — это крошечные частицы, соизмеримые по своим размерам с молекулами. Они широко используются в разных областях медицины, включая диагностику и лечение рака. По мнению ведущих онкологов США, следующие 10 лет сделают наночастицы повседневной реальностью онкологии.

В чем секрет их успеха?

Начнем с главного: убить рак огромной дозой токсичного химиопрепарата, в принципе, не проблема. Проблема — не убить при этом человека.

Наночастицы служат идеальными транспортными средствами для доставки химиотерапевтических средств по нужному адресу. Чем точнее доставка яда, тем меньше его потребуется для лечения.

Тем ниже риск общих (системных) побочных явлений.

Но есть и другие области применения наночастиц. Например, их можно использовать для гипертермии, когда частицы сначала насыщают опухоли, а затем под действием внешнего излучения нагреваются, вызывая массовую гибель раковых клеток.

Врачи заставят рак голодать

Другая стратегия, недавно предложенная учеными – лишать рак питательных веществ, необходимых для бесконтрольного деления клеток и роста опухоли.

Авторы первого проекта научились лишать рак глутамина – жизненно важной аминокислоты, которую активно используют опухоли легких, груди и кишечника. Блокируя доступ клеток к глутамину, исследователям удалось усилить окислительный стресс и уменьшить опухоли.

Второй способ победить рак молочной железы – это лишить опухолевые клетки эссенциального фермента, который помогает им вырабатывать энергию.

Что обещают нам исследования рака?

Исследования рака проводятся на полной скорости, с применением всех доступных технических достижений Большинство из этих проектов все еще находятся на ранней стадии экспериментов in vitro и in vivo. Им предстоит пройти долгий путь до клинических испытаний на пациентах.

Это не значит, что мы должны потерять надежду.

Медицина находится на том этапе, где можно утверждать: рак излечим.

Остальное – это вопрос техники и нескольких лет времени.

Константин Моканов: магистр фармации и профессиональный медицинский переводчик

Крошечные наночастицы, в разы тоньше человеческого волоса, могут помочь иммунной системе человека в борьбе с опухолями. Об этом рассказывает новое исследование , где в ходе эксперимента на мышах терапия с использованием наночастиц не только полностью уничтожила целевые опухоли молочной железы, но и избавила организм от метастазов в других частях тела. Клинические испытания, как уверяют исследователи, начнутся уже в ближайшие месяцы.

Тем не менее, существующие на сегодняшний день препараты эффективны только в 20−30% случаев. В некоторых случаях, даже когда КПП-молекулы заблокированы, вокруг оказывается недостаточно Т-клеток, и сигнал до иммунной системы не доходит, говорит Джедд Вулок, эксперт по раковой иммунотерапии из Memorial Sloan Kettering Cancer Center в Нью-Йорке. По его словам, другая частая проблема — это отсутствие на поверхности опухолевых клеток антигенов-мишеней, на которые и реагируют Т-клетки.

Однако эти проблемы, на первый взгляд практически не связанные друг с другом, в итоге натолкнули медиков на методику значительно увеличения эффективности иммунотерапии. Онкологам было известно, что после того, как пациент получает дозу облучения во время лучевой терапии, иммунная система ответит агрессивной реакцией, которая уничтожает не только опухоли, но и метастазы в тех областях, которые облучению не подвергались. Теперь исследователи полагают, что облучение иногда убивает некоторые опухолевые клетки так, что те выделяют антигены, на которые и реагируют Т-клетки.

Так выглядят разрозненные раковые клетки под электронным микроскопом

Вэньбинь Лин, химик из Университета Чикаго в штате Иллинойс, и соавтор исследования, решил изучить э тот процесс и узнать, может ли он использовать нетоксичные наночастицы для сенсибилизации иммунной системы аналогичным образом. Это не так просто, как может показаться: если частицы будут слишком большими, клетки-макрофаги попросту поглотят и утилизируют их как инородные элементы. К тому же, белки крови часто коагулируют с различными частицами, облегчая их поглощение. За последние несколько лет команда Ли разработала новый метод получения частиц, размер которых колеблется от 20 до 40 нанометров — наиболее выгодный диапазон для того, чтобы их не могли засечь макрофаги. Помимо этого, частицы покрыты оболочкой из полиэтиленгликоля, который помогает им сохранять целостность во время циркуляции крови и успешно проникать в клетки-мишени. И, наконец, на внутренней стороне частицы оснащены светопоглощающими, хлорсодержащими молекулами, которые и превращают наночастицы в убийцы опухолей.

В предыдущих исследованиях ученые обнаружили, что после попадания в кровь наночастицы могут циркулировать в ней достаточно долго, прежде чем они найдут свою цель. Из-за того, что опухоли обычно обладают дырявой, деформированной сосудистой сетью, частицы могут просачиваться прямо в пораженную раком ткань и внедряться в сами опухолевые клетки. После того, как они будут поглощены, медики направляют на зону рядом с опухолью пучок инфракрасного света. Этот свет поглощается хлорсодержащими молекулами, которые потом возбуждают соседние молекулы кислорода, переводя его в высокоактивную форму, которая и разрывает соседние биомолекулы, уничтожая опухоль на корню.