Ученые создали молекулярные термометры для борьбы с опухолями
Российско-финский коллектив ученых с участием специалистов Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС») создал сверхчувствительные молекулярные термометры для медицинских целей. По словам авторов, разработка повысит точность и эффективность терапии различных опухолей. Результаты опубликованы в журнале Materials & Design.
Некоторые методы лечения опухолей, например, фотодинамическая и фототермическая терапии, при которых клетки опухоли подвергаются воздействию нагрева, требуют точного регулярного измерения температуры живых систем на уровне отдельных молекул.
При фотодинамической терапии опухоль облучают лазером для активации заранее введенного лекарства, что приводит к нагреву опухолевой ткани. Однако для получения терапевтического ответа опухоль можно нагревать до 42-45 градусов: при дальнейшем повышении температуры белок начнет сворачиваться и произойдет повреждение соседних здоровых тканей.
Теоретические расчеты и существующие термометры, по словам специалистов, неудобны и не обеспечивают высокой точности измерений. Поэтому команда российско-финских ученых синтезировали вещества, которые могут работать как сверхточные термометры на молекулярном уровне. «Молекулярные термометры — класс веществ, оптические характеристики которых меняются вместе с температурой. Мы синтезировали два таких вещества и изучили их люминесцентные свойства. При нагреве спектр их испускания и «время жизни» флуоресценции меняется — этого достаточно, чтобы фиксировать изменения температуры с точностью до 0.1 градуса. Считывание температуры происходит на том же оборудовании, которое применяется для облучения введенного препарата», — пояснил эксперт лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Роман Акасов.
Синтезированные вещества относятся к классу водорастворимых порфиринов, и, по словам авторов исследования, отличаются от других молекулярных термометров простотой синтеза и модификации.
В ходе исследования ученые обнаружили, что одно из соединений при облучении лазером становится ядовитым для тканей тела. По словам авторов, такое сочетание позволит использовать вещество не только как молекулярный термометр, но и как полноценный фотодинамический препарат со встроенной термометрией, способный бороться с опухолевыми клетками.
Будущая задача специалистов — исследовать фотофизические свойства полученных порфиринов при длительном облучении в ходе фотодинамической терапии. Также научный коллектив планирует продолжить поиск новых препаратов комбинированного действия.
фото: freepik.com
