Золотые наночастицы размером от 1 до 100 нанометров обладают уникальными химическими и биологическими свойствами, которые делают их перспективными носителями лекарств для химиотерапии онкологических заболеваний. Однако до сих пор движение таких наночастиц в организме было сложно отследить. Методы визуализации, которые применялись ранее, подразумевали использование флуоресцентных меток или радиоизотопов, которые внутри организма могут отсоединяться от наночастиц, снижая точность их отслеживания.
Решением этой проблемы стала нейтронная активация, которая превращает стабильное золото (¹⁹⁷Au) в его радиоактивную форму (¹⁹⁸Au), испускающую гамма-лучи. Эти лучи делают AuNPs «видимыми» без необходимости применения дополнительных меток. «Мы смогли изменить сами наночастицы так, чтобы они были обнаруживались рентгеновским и гамма-оборудованием», — объясняет автор исследования Нанасе Кошикава.
Для проверки работоспособности методики исследователи ввели радиоактивные золотые наночастицы в организм мышей с опухолями и использовали специальную систему визуализации для наблюдения за их распространением. Дополнительно ученые протестировали новую технологию для отслеживания доставки радиоактивного лекарства астат-211 (²¹¹At), которое применяется в таргетной терапии рака. Проблема этого препарата заключается в его коротком периоде полураспада — всего 7,2 часа, что затрудняет его долгосрочное отслеживание. Однако, объединив ²¹¹At с ¹⁹⁸Au, ученые смогли продлить срок наблюдения за препаратом до пяти дней, что значительно расширяет возможности контроля за его распределением в организме.
«Этот метод позволяет не только отслеживать наночастицы, но и контролировать доставку лекарств на протяжении нескольких дней, что критично для безопасности и эффективности терапии», — отметил соавтор работы, профессор Дзюн Катаока.
Открытие имеет исключительную важность для современной медицины. Возможность прямого отслеживания наночастиц золота внутри организма может стать ключом к созданию более точных и эффективных методов лечения не только рака, но и других заболеваний. Кроме того, новая технология может сыграть важную роль в фармакокинетических исследованиях, позволяя в реальном времени оценивать поведение лекарственных препаратов в организме.
«Наночастицы золота активно изучаются для медицинских целей, и наша методика предлагает простой и масштабируемый подход для их отслеживания», — говорит соавтор исследования Хироки Като. В будущем ученые планируют повысить разрешение визуализации и адаптировать этот метод для других наноматериалов, которые применяются в медицине.
Исследователи планируют внедрить разработанную ими технологию в клиническую практику. Если им это удастся, представления о мониторинге доставки лекарств коренным образом изменятся, а медицинские технологии выйдут на новый уровень.
Ранее ученые выяснили, что наночастицы золота помогают похудеть.
