Хотя спазер, изготовленный учеными Института автоматики и электрометрии СО РАН, имеет размер всего 22 нанометра, но это довольно сложная конструкция. В центре - наночастицы золота, они окружены оболочкой со специальным красителем. Кроме того, к спазеру "пришили" молекулы фолиевой кислоты, которые должны обеспечить доставку наноконструкции точно по адресу - в раковую клетку. Дело в том, что опухоль жадно поглощает необходимую им для роста фолиевую кислоту, а вот у обычных клеток аппетит намного скромнее. По данным приведенным в статье, опубликованной авторами в Nature Communications, если около 75 процентов спазеров проникают внутрь раковых клеток уже через полчаса инкубации, то в здоровые за это же время проникает лишь 5-11 процентов частиц.
Когда опухоль "заглотит" наживку, раковые клетки облучают лазером. Спазеры вспыхивают как самый настоящий мини-лазер, с высочайшей точностью указывая ученым координаты опухоли. В опытах с клеточными культурами и экспериментах на мышах помеченные раковые клетки были хорошо видны через живую ткань. По словам ученых, "они светились как звездное небо". Чем точнее удается определить расположение опухоли, тем выше шанс успешной операции. Но спазеры могут не только успешно выявлять раковые клетки, но и убивать их. Для этого, по словам авторов разработки, нужно увеличить мощность лазерного излучения.
- Когда врач удаляет опухоль, ему нужно четко видеть ее границы, и наша диагностическая методика решает эту проблему, - поясняет доктор физико-математических наук Александр Плеханов. - Но даже если опухоль удалена на все сто процентов, в организме все равно остаются так называемые блуждающие раковые клетки, они плавают в кровотоке и постепенно накапливаются в лимфоузлах, где и возникают метастазы. Если мы обнаруживаем такую блуждающую клетку, то увеличиваем мощность излучения. Под действием работы спазера внутри онкоклетки возникает нанопузырек пара, который разрушает сначала цитоплазму, а затем и мембрану. Раковая клетка буквально вскипает и гибнет. Причем все это работает при энергиях существенно ниже, чем разрешают стандарты лазерной безопасности в медицине.
Пока исследователи используют лазер в видимой области спектра, луч которого не слишком хорошо проникает сквозь ткани организма. Для диагностики этого достаточно, но для терапии на глубине маловато. Поэтому ученые намерены разработать наноконструкцию, которая работала бы в ближней части инфракрасного спектра (до 1000 нм). Это обеспечит глубину проникновения луча в ткани до 1 сантиметра, что и требуется для эффективного лечения онкобольных. Еще одно перспективное направление работы - повышение адресности препарата. Вместо фолиевой кислоты на поверхности частицы можно прикрепить антитела - тогда попадание в опухоль будет максимально точным.