Новый метод лазерной терапии рака стал менее инвазивным

Исследователи из Университета Тохоку совместно с Air Water Inc., Университетом Тэйкё и Японским институтом передовых наук и технологий разработали комбинированный подход, который решает две ключевые проблемы фотодинамической терапии рака. Этот метод использует наночастицы и внутренний лазер, что делает лечение менее инвазивным по сравнению с хирургией и облучением. Данную информацию сообщает портал Phys.org.

Фотодинамическая терапия применяет ближний инфракрасный лазер для избирательного нагрева и уничтожения раковых клеток. Однако ранее иммунная система часто выводила наночастицы с терапевтическими агентами до того, как они достигали опухоли. Кроме того, внешнее лазерное облучение теряет энергию, проходя через кожу и ткани, что затрудняет нагрев глубоких опухолей.

Для решения первой проблемы учёные использовали инструмент прогнозирования структуры белков AlphaFold, чтобы перепроектировать человеческий сывороточный альбумин (HSA). Они создали новый биодеградируемый белок IDP1, который гибок и притягивает воду. У мышей наночастицы с покрытием IDP1 оставались в кровотоке более чем в четыре раза дольше, чем с обычным полиэтиленгликолем (150,5 минут против 17,8 минут). Загруженные углеродными нанорожками и светочувствительным красителем индоцианином зеленым, наночастицы эффективно накапливались в опухолях, минимально распределяясь по здоровым органам.

Вторую проблему — доставку лазера — решили с помощью ультратонкого жесткого эндоскопа, который помещается в стандартную иглу 16-го калибра. Эндоскоп использует линзу из градиентного пластикового оптического волокна (GI-POF), разработанную Air Water Inc. Устройство доставляет лазерный свет непосредственно внутрь опухоли, избегая потерь энергии через здоровые ткани. Такой подход нагревал опухоли так же эффективно, как обычное лечение, но с использованием на 28% меньшей мощности лазера (500 мВт против 700 мВт), что снизило повреждение окружающих тканей. Эндоскоп также оснащен системой флуоресцентной визуализации в реальном времени, позволяющей врачам видеть опухоль и точно позиционировать устройство.

У мышей с колоректальным раком одна доза IDP1-CNH/ICG с последующим однократным лазерным лечением привела к полному исчезновению опухолей в течение 14 дней. Опухоли не возвращались за 40 дней исследования, и исследователи не обнаружили признаков побочных эффектов. В будущем ученые планируют провести исследования безопасности перед клиническим применением, а также протестировать платформу IDP1 на других типах рака, включая рак головы и шеи, пищевода и поджелудочной железы, которые доступны для эндоскопа.