Наноалмаз - новий ворог раку, Наука 21 століття
Наноалмаз – новий ворог раку?
Діаманти – найкращі друзі дівчат. Зараз цей вираз набув нового змісту. Справді, уламки алмазів нанометрових розмірів надають нові можливості раннього виявлення раку. У цьому мета дослідницького проекту «Динамо», який фінансує Європейський Союз. Зокрема, цей проект має на меті розробку неінвазивної платформи для контролю за біомолекулярними процесами в ракових клітинах у режимі реального часу.
Для досягнення цієї мети вони розробили нову технологію на основі флуоресцентних осколків наноалмазних (НАО). «Ми довели, що особливі властивості НАО роблять їх відмінним матеріалом для зондування біомолекул, від протеїнів до ДНК, – каже координатор дослідницької команди Мілош Несладек (Milos Nesladek), який також є представником Інституту випробування матеріалів (Бельгія). – Такі зонди можуть використовуватись для вивчення молекулярних процесів на нанорівні».
Проблема в тому, що попередні способи вивчення не дозволяли досліджувати живі клітини протягом тривалого часу. «Основна складність для нас полягала в необхідності замінити флуоресцентні бимолекулярні барвники, які в даний час використовуються як люмінесцентні індикатори ракових клітин», - пояснює Несладек.
НАО мають низку переваг. Вони біосумісні з живими клітинами. Вони можуть бути в живих клітинах протягом тривалого часу, не впливаючи на процеси всередині неї. Їм також можна надати ряд оптичних та магнітних якостей, а також властивостей поверхні. «Мініатюрність НАО дозволяє їм неінвазивно проникати через окрему мембрану.клітин, не завдаючи їм шкоди і не порушуючи їх функцій, - пояснює Несладек. – Люмінесцентні та магнітні якості НАО змінюються при взаємодії із клітинним середовищем».
Властивості поверхні НАО дозволяють прикріплювати до них інші біомолекул, такі як молекули ДНК. При взаємодії з окремими клітинами ці біомолекул можуть ідентифікувати або змінити біокомпоненти всередині клітини. Таким чином, НАО можуть стати не тільки засобом виявлення молекулярних змін, які можуть призвести до розвитку раку, але також і зупинити їх. В інших проектах Європейського Союзу, таких як DIAMANT, проводяться подальші дослідження.
Деякі експерти вітають такий підхід. «Нові засоби доставки ліків є життєво необхідними для лікування численних хвороб, у тому числі раку, – каже Федір Желєзко (Fedor Jelezko), директор Інституту квантової оптики Ульмського університету (Німеччина). – Новизна цього підходу полягає у використанні інноваційних матеріалів для доставки ліків». Наноалмази надають унікальні можливості для розробки засобів доставки ліків, оскільки їхнє пересування можна зафіксувати оптично за допомогою техніки флуоресцентної мікроскопії. «Це дозволить з безпрецедентною точністю спостерігати процес доставки ліків та його поглинання клітиною», - додає Желєзко. Подібна технологія спостереження вже була продемонстрована у Вищій нормальній школі та в Інституті раку ім. Гюстава Россі (Франція).
Інші експерти обережніші у своїх висновках. «Незважаючи на те, що було проведено безліч переконливих експериментів, які продемонстрували, що наноалмази можуть доставляти активні препарати для боротьби з раком у клітинні культури і навіть у ракові клітини мишей, їх використання для лікуваннялюдей є дуже малоймовірним, оскільки алмази є надто інертним матеріалом, який нелегко вивести з тіла людини», - заявляє Франсуа Трессар (François Treussart), професор фізики у Вищій нормальній школі (Франція).
Проте, на його думку, у проекту велике майбутнє. «Майбутнє наноалмазів у медицині набагато перевершує цілі цього проекту. Однак їхнє основне застосування лежатиме в галузі діагностики або регенеративної медицини, що було доведено даними з біомедичних досліджень команди з вивчення наноалмазів Інституту вивчення атомів та молекул Китайської академії (Тайвань)», - додає Франсуа Трессар.
Наноалмазний зонд, поміщений у певну клітину, здатний фіксувати та передавати інформацію про клітинні процеси. «Проект «Динамо» завершено, але дослідники продовжують співпрацю, – каже Несладек. – Університет Штутгарта (Німеччина) зараз розробляє наноалмазний зонд. Проект сконцентрувався на боротьбі з раком грудей та раком прямої кишки, але причин для того, щоб не застосовувати цю технологію до інших видів раку, немає». Він додає, що в майбутньому ще однією метою проекту буде вивчення можливості використання наноалмазних зондів для виявлення ракових стовбурових клітин.