Учeныe aмeрикaнскoй кoрпoрaции Masimo рeшaют «нeрeшaeмую» зaдaчу   — кaк пoбeдить рaк, устoйчивый к   лeкaрствaм и   лучeвoй тeрaпии, с   помощью лазерных технологий, действующих на   клеточном уровне. Руководит этой работой белорус Дмитрий Лапотко. 42.TUT.BY связался со   специалистом и   узнал о   перспективах разработки.

Дмитрий Лапотко. Фото: Jeff Fitlow«Управляемый нановзрыв внутри раковой клетки»

Технология нацелена на   борьбу с   клетками, которые остаются после хирургического удаления раковой опухоли. Эти клетки могут быть устойчивы к   лекарствам и   лучевой терапии.

—   Остаточные раковые клетки   — это главные убийцы,   — рассказывает Дмитрий. —   Чаще всего пациенты умирают от   рецидивов, когда из   остаточных раковых клеток развиваются метастазы, а   эффективные дозы лекарств и   радиации слишком опасны и   поэтому неприменимы.

Исследователи, возможно, нашли способ, как обнаружить и   уничтожить каждую такую раковую клетку изнутри. Для этого они используют безопасные наночастицы и   лазерные импульсы.

Слева   — раковая клетка в окружении здоровых клеток до лазерного импульса. Справа   — селективный взрыв раковой клетки в момент лазерного импульса,   нормальные клетки при этом не повреждены

—   Мы   используем управляемый нановзрыв внутри раковой клетки,   — объясняет ученый. —   Металлические наночастицы подвергаются воздействию очень короткого лазерного импульса длительностью в   несколько пикосекунд. Свободные электроны преобразуют оптическую энергию в   тепло. Быстрое нагревание наночастицы испаряет окружающую жидкость.

Пар расширяется и   взрывается за   наносекунды. Это создает механическое воздействие   — основу для нанохирургии и   нанотерапии,   — а   также импульс давления, который лежит в   основе диагностики. Мы   назвали эти взрывы плазмонными нанопузырьками (plasmonic nanobubbles   — PNB).

«Энергия лазера безопасна для здоровых тканей»

Ученые считают, что наночастицы сами находят больные клетки.

—   Наночастицы золота оснащены антителами, которые могут распознать раковые клетки. Раковые клетки сами строят кластеры наночастиц, активно «поедая» их   в   процессе рецептор-опосредованного эндоцитоза (специфический процесс захвата внешнего материала клеткой. —   TUT.BY).

«Бомбы» для раковых клеток очень малы: размеры наночастиц золота   — 60 нанометров, кластеры могут достигать размеров в   200−300 нанометров. Размер раковой клетки на   порядок больше   — от   10 000 до   30 000 нанометров. Человек невооруженным глазом может видеть лишь объекты крупнее 400 000 нанометров.

Кластеры золотых наночастиц на   поверхности раковой клетки. Фото: D. S. Wagner et   al., Biomaterials

Нановзрывы затрагивают только больные клетки и   не   влияют на   здоровые.

—   Энергия лазера настолько мала, что она абсолютно безопасна для здоровых тканей и   клеток,   — рассказывает Дмитрий. —   Это отличает механическую обработку плазмонными нанопузырьками от   химио- и   радиотерапии и   создает основу для внутриклеточных селективных технологий лечения и   диагностики.

«Мы   можем обнаруживать и   убивать возбудителей малярии»

В   будущем плазмонные нанопузырьки могут стать инструментом хирургов. Ученые предлагают обрабатывать ложе раковой опухоли после ее   удаления, чтобы снизить вероятность рецидива или предотвратить его.

Технологию уже опробовали на   животных с   агрессивным типом опухолей   — плоскоклеточным раком головы и   шеи. При диагностике технология оказалась способна обнаружить единичные раковые клетки в   ложе во   время удаления опухоли.

Фото: Nature Nanotechnology

При лечении плазмонными нанопузырьками выживаемость оказалась в   5,5 раза выше по   сравнению с   теми, кто проходил химиолучевую терапию. О   результатах испытаний ученые рассказали в   авторитетном журнале Nature Nanotechnology.

Однако разработка ученых может быть эффективна и   в   терапии других видов рака и   других заболеваний.

—   Этот метод можно применять к   любым агрессивным видам рака   — через кожу или во   время операции,   — рассказывает Дмитрий. —   Кроме того, мы   можем обнаруживать и   убивать бактерии и   паразитов, например возбудителей малярии.

«В   США ученому нужно работать больше, чем в   Беларуси»

Сам Дмитрий занимается наномедициной на   протяжении последних 25 лет. Сначала он   работал в   Национальной академии наук Беларуси, после   — в   Университете Райс в   США. Сейчас он   руководит направлением лазерных технологий в   корпорации Masimo.

Эта компания ориентирована на   решение «неразрешимых проблем» в   области здравоохранения и   является лидером в   области неинвазивных оптических медицинских устройств. Основатель компании учредил некоммерческую инициативу Patient Safety Movement Foundation. Ее   цель   — исключить к   2020 году смертность из-за врачебных ошибок в   случаях, когда это возможно. Также Masimo участвует в   американской национальной инициативе Cancer Moonshot, цель которой   — победить рак в   течение 10−15 лет.

Внимание! У вас отключен JavaScript, ваш браузер не поддерживает HTML5, или установлена старая версия проигрывателя Adobe Flash Player.

Ученый вспоминает, что ему предлагали работу в   США еще в   1990-м. Однако переехал он   только в   2009 году, чтобы работать в   университете Райс в   Хьюстоне   — на   «родине нанотехнологий».

—   В   США ученому нужно работать больше, чем в   Беларуси, чтобы добиться финансирования и   признания,   — отмечает Дмитрий. —   Конкуренция очень высока. Представьте себе, лучшие студенты со   всего мира приезжают в   США и   пытаются остаться здесь в   качестве исследователей.

Хотя в   США бюджеты на   исследования превышают белорусские, на   Западе наука оказывается явно менее «дорогой».

—   Долларовая стоимость «единицы» научного продукта в   Беларуси в   несколько раз выше, чем в   США. Я   имею в   виду стоимость создания, например, публикации в   журнале с   высоким импакт-фактором или прототипа продукта или технологии. Это может звучать парадоксально, но   наука в   современной Беларуси намного более дорогая, чем в   США, если смотреть на   реальные результаты.

Консультативная группа во   время встречи по   программе Cancer Moonshot в   Белом доме. В   центре   — тогдашний вице-президент США Джо БайденИспытания технологии могут пройти в   Беларуси

Дмитрий помогает коллегам на   родине.

—   Два года назад для белорусских онкохирургов и   химиотерапевтов организовали тренинг в   Онкологическом центре им.   М. Д. Андерсона в   Техасском университете,   — вспоминает он. —   Это ведущий мировой центр по   исследованию рака. Американская сторона была готова полностью оплатить углубленную профессиональную подготовку 20−30 специалистов из   Беларуси при условии, что они сами оплатят проезд и   проживание. Этот проект получил поддержку белорусских онкологов, которым для его осуществления требуется минимальная административная и   финансовая поддержка своей страны.

Перед массовым применением любая разработка проходит клинические испытания. Дмитрий надеется, что клинические испытания плазмонных нанопузырьков начнутся уже в   ближайшем будущем и   могут пройти в   Беларуси. Испытания оплатит американская сторона, продлятся они несколько лет.

—   Наши коллеги из   Беларуси   — доктора Олег Суконко и   Игорь Белоцерковский   — профессионалы, которые разделяют наши ценности и   могут быстро организовать клинические испытания,   — объясняет Дмитрий. —   В   прошлом многие белорусские специалисты внесли огромный вклад в   мое развитие: физик Рем Солоухин, инженеры Станислав Астапчик и   Олег Роман, хирург Олег Мишарев. Испытания в   Беларуси можно назвать моей личной данью уважения им   и   многим другим из   этой страны.

Читайте также




Опасные родинки: белорусская программа находит рак кожи по   фотографии


«Поразительные результаты»: как в   Беларуси делают лекарства от   рака