Наночастицы йода помогли улучшить лучевую терапию

Японские и американские ученые использовали наночастицы с йодом для повышения эффективности лучевой терапии. Гибель раковых клеток происходила в течение трех дней после того, как рентгеновские лучи попадают на опухоль, содержащую наночастицы. Новый метод позволит уничтожать опухоли даже без кислорода. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.Под действием света из вещества высвобождаются электроны. Это явление известно как фотоэффект. Впервые описано оно было Альбертом Эйнштейном в 1905 году. Теперь ученые из Киотского университета и их коллеги из Японии и США показали, что этот механизм можно воспроизвести внутри раковых клеток для их уничтожения.Под действием ионизирующего излучения кислород переходит в активную форму и может повреждать ДНК раковых клеток. Однако главная проблема лучевой терапии в том, что она становится неэффективна в очагах опухолей с небольшим количеством сосудов и, следовательно, низким уровнем кислорода. Чтобы решить эту проблему, можно использовать наночастицы с гадолинием, которые также могут уничтожать раковые клетки при облучении рентгеновскими лучами. Теперь ученые разработали кремнийорганические наночастицы, содержащие йод. Йод дешевле гадолиния и высвобождает электроны с более низким уровнем энергии.Эксперименты проводились на опухолевых сфероида — модельной ткани, имитирующей строение опухоли. Облучение сфероидов в течение 30 минут рентгеновскими лучами с энергией 33,2 кэВ привело к полному разрушению опухоли в течение трех дней. Раковые клетки захватывали наночастицы, которые оказывались рядом с их ядрами. Освещение ткани рентгеновским излучением заставляло йод высвобождать электроны, которые вызывали двухцепочечные разрывы ДНК, вызывая гибель клетки.«Наше исследование представляет собой важный пример использования квантовой физики для лечения рака, — говорит соавтор исследования Котаро Мацумото. — Похоже, что облако низкоэнергетических электронов возникакет рядом с ДНК, вызывая двухцепочечные разрывы, которые трудно восстановить, что в конечном итоге приводит к запрограммированной гибели клеток».Теперь ученые планируют более подробно описать механизм высвобождения электронов из атомов йода, а также разместить наночастицы непосредственно на ДНК, а не рядом с ней, чтобы повысить эффективность.