Мюнхен. Исследователи испытывают меланин против рака

Меланин, как известно, защищает нас от воздействия ультрафиолетовых лучей – он поглощает их избыток и превращает световую энергию в тепло. Эту особенность исследователи Технического университета Мюнхена и научного Центра имени Гельмгольца решили испытать в диагностике и лечении злокачественных опухолей. Команда под руководством доктора Випула Гуйрати (Vipul Gujrati) разработала мембранную наночастицу, заряженную меланином, которую возможно применять как в диагностике рака, так и в фототермальном лечении опухоли.

Одним из примеров наночастиц являются небольшие «пузырьки», окруженные мембранной бактериальной оболочкой – так называемые „Outer Membrane Vesicles“ (OMV) (везикулы внешней мембраны).

Везикулы диаметром 20-200 нанометров имеют большие преимущества: имеют хорошую биологическую переносимость, их можно легко и с малыми затратами в большом количестве произвести в бактериях, «зарядить» медикаментозными веществами и их достаточно просто вводить в организм пациента.

Подобную везикулу разработали исследователи из Мюнхена, используя как особенности OMV, так и меланина. „Mеланин хорошо поглощает свет так же в инфракрасном спектре. Этот свет используется в области оптоакустической визуализации для диагностики опухолей. Одновременно меланин превращает поглощенную энергию в тепло, которое он снова отдает. А тепло в клинических исследованиях используется для лечения опухолей», - говорит доктор Гуйрати.

Оптоакустическая диагностика, относительно новый метод в медицине, комбинирует преимущества оптической визуализации и ультразвуковой техники: слабые лазерные импульсы слегка нагревают ткань, которая в результате минимально и на короткое время расширяется. При охлаждении ткань снова сужается, и возникают ультразвуковые сигналы. В зависимости от типа ткани сигналы различаются. Их ученые регистрируют соответствующими детекторами и «переводят» в трехмерное изображение.

С помощью применения сенсорных молекул чувствительность и точность техники повышается. Исследователи установили, что OMV могут служить сенсорными молекулами в этом виде диагностики, поскольку с их помощью удается получить четкие и контрастные изображения опухоли.

Кроме того, заряженные меланином частицы способны уничтожать раковые клетки в фототермальном лечении. В испытаниях на мышах с раком наночастицы были впрыснуты в опухоль. В рамках оптоакустической диагностики на них воздействовали с помощью инфракрасных лазерных импульсов.Применение меланина позволили нагреть опухолевую ткань лазерными импульсами с 37°C до 56°C – в то время как без меланина ткань возможно нагреть до 39°C. Тем самым возможно эффективнее уничтожать злокачественные клетки.