| Разработчики: | Московский физико-технический институт (МФТИ) |
| Дата премьеры системы: | 2024/08/01 |
| Отрасли: | Фармацевтика, медицина, здравоохранение |
Основные статьи:
2024: Создание полимерных субмикрокапсул с наночастицами золота
Физики МФТИ создали полимерные субмикрокапсулы с наночастицами золота, которые под воздействием света способны преобразовать внутриклеточную перекись водорода в молекулярный кислород. Это позволяет запустить процесс гибели раковых клеток. Данный эффект можно применить при адресной терапии злокачественных опухолей. Результаты исследования по программе «Клевер» опубликованы в журнале Particle & Particle Systems Characterization . Об этом 1 августа 2024 года сообщили представители МФТИ.
Как сообщалось, нанозимы — искусственные ферменты, которые представляют собой наночастицы различной химической природы. Производить и использовать их по сравнению с природными соединениями проще, а по своим свойствам они не уступают натуральным аналогам.
Золотые наночастицы (AuNP) используются для имитации ферментов пероксидазы, глюкозооксидазы, лактатоксидазы, супероксиддисмутазы и каталазы. Последняя преобразует внутриклеточную перекись водорода в молекулярный кислород. Эта и другие активные формы кислорода воздействует на клетку и нарушают ее жизненный цикл. Данный процесс называется окислительным стрессом.Объявлены даты конференции Data Fusion 2025 
Таким образом, считается, что золотые наночастицы повышают общую эффективность фотодинамической терапии при лечении раковых заболеваний. Однако есть проблема — ферментоподобная активность наночастиц быстро снижается в биологических средах из-за агрегации (слипания частиц) и образования так называемой «белковой короны».
Ученые МФТИ совместно с коллегами из ИТМО и Сколтеха систематизировали по физико-химическим и каталитическим свойствам полимерные субмикрокапсулы золота. В качестве доказательства концепции их терапевтический потенциал оценивался in vitro. Результаты показывают, что полимерные капсулы, содержащие AuNP и фотодинамический краситель, демонстрируют на порядок более высокую индуцированную светом цитотоксичность (способность вещества оказывать токсическое воздействие на клетку) по сравнению с индивидуальным фотодинамическим красителем.
 | Реакция была проведена в среде с кислотностью pH = 7,4 — данный показатель наиболее близок к физиологическим условиям. Саморазложение перекиси водорода при этом pH совершенно незначительно, в то время как быстрое ускорение этого процесса наблюдается при введении в систему наночастиц золота. Как и ожидалось, меньший размер частиц (3 нм) катализатора привел к более значительному увеличению скорости по сравнению с частицами размером 30 нм. Для дальнейшего сравнения каталитических эффектов скорость реакции разложения перекиси водорода рассчитывалась как отрицательный наклон в линейном диапазоне кинетических кривых «концентрация против времени». Для согласованности для всех образцов, описываемых с этого момента, использовалась скорость реакции в течение первых 5 часов, рассказал Илья Завидовский, старший научный сотрудник лаборатории контролируемых оптических наноструктур Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ. |  |
Ученые выяснили, что большинство наноматериалов, имитирующих каталазу (фермент, нейтрализующий перекись водорода), обычно увеличивают свою активность в щелочных условиях. В этом случае адсорбция перекиси водород-содержащих газов протекает особенно эффективно.
Также в ходе экспериментов ученые выяснили, что независимо от площади поверхности, на которой протекает реакция, каталазоподобная активность увеличивается с ростом pH. Для дальнейших экспериментов были выбраны два значения pH: 7,4 для имитации физиологических условий и 7,0 как наиболее близкое к среде раковой клетки. В ближайших планах команды проекта — интегрировать в исследуемую систему МРТ-контрастные частицы, чтобы иметь возможность контролировать местоположение фотоактивируемых частиц внутри организма.
