Международная команда исследователей из Великобритании и Индии представила революционную работу в области лечения онкологических заболеваний.
Учёные выяснили, что наночастицы, полученные из листьев чайного куста, эффективно уничтожают раковые клетки.
Речь идёт, в частности, о раке лёгких, который, напомним, является самой частой причиной летальных исходов среди всех онкологических патологий. В нашей стране на рак лёгких приходится 15% всех случаев смерти от онкологии. Это более 50 тысяч пациентов в год. Каждый год медики всего мира диагностируют более миллиона новых случаев этой болезни.
Специалисты признаются, что своё открытие сделали практически случайно. Команда тестировала новый метод производства наночастиц, известных как квантовые точки. Это фрагменты проводящего или полупроводникового материала, но из-за ультрамалых размеров «капли» они имеют необычные электрические и оптические свойства. К примеру, они способны флуоресцировать в разных цветах или влиять на ход определённых химических реакций.
Эти наночастицы имеют диаметр не более 10 нанометров (для сравнения: толщина человеческого волоса составляет 40 тысяч нанометров).
Хотя наночастицы уже широко применяются в медицине, именно квантовые точки привлекли внимание учёных относительно недавно. Сфера их применения, кстати, не ограничивается медициной: в создании нового поколения компьютеров и солнечных батарей квантовые точки также играют важную роль.
Впрочем, есть один нюанс. Производство квантовых точек – процесс крайне сложный и дорогостоящий, а наночастицы при этом могут быть токсичными для организма, поэтому для медицины такой вариант не подходит. Вот почему исследовательская группа сосредоточилась на поиске альтернативного метода получения подобных наночастиц.
Специалисты работали с экстрактом листьев чайного куста, который также известен как камелия китайская (Camellia sinensis). Листья этого растения содержат огромное количество разного рода соединений, включая полифенолы, аминокислоты, витамины и антиоксиданты, которые, к слову, улучшают работу клеток мозга.
Учёные смешали экстракт чайного листа с сульфатом кадмия (CdSO4) и сульфидом натрия (Na2S) и увидели, что в результате химических реакций в растворе начинают образовываться те самые квантовые точки из сульфида кадмия (CdS). Диаметр полученных наночастиц составляет от двух до пяти нанометров.
Затем команда нанесла раствор с полученными наночастицами на ткани опухолей, и оказалось, что квантовые точки не только препятствуют размножению раковых клеток, но и разрушают до 80% из них, проникая в клетки через нанопоры. Это открытие, как признаются авторы работы, стало для них полной неожиданностью, ведь изначально учёные собирались изучить лишь флуоресцентные свойства квантовых точек.
Однако оказалось, что соединения, содержащиеся в чайном листе, инициируют гибель раковых клеток, запуская процесс апоптоза: раковая клетка распадается на отдельные апоптотические тельца, при этом уничтожается вся генетическая информация, необходимая для создания новых клеток.
«Наше исследование подтвердило выводы предыдущих работ, что экстракт чайных листьев может быть нетоксичной альтернативой для изготовления квантовых точек с использованием химических веществ. Однако настоящий сюрприз заключался в том, что квантовые точки активно ингибировали рост клеток рака лёгких. Мы этого не ожидали», — рассказывает ведущий автор работы Судхагар Питчхаймутху (Sudhagar Pitchaimuthu) из Университета в Суонси.
По его словам, квантовые точки, полученные из экстракта чайных листьев, имеют явное преимущество перед химически синтезированными аналогами. Этот способ проще и дешевле (цена за микрограмм таких частиц будет в 25-50 раз ниже). Но главное, что эти наночастицы безопасны для здоровых клеток.
Благодаря своим исключительным флуоресцентным свойствам, наночастицы CdS смогут задать точное направление для биохимического лечения раковых опухолей. Более того, они и сами могут лечь в основу нового вида терапии.
Другие возможные применения квантовых точек на основе CdS – это, например, создание антимикробного красителя, который пригодится для проведения хирургических операций.
Команда намерена продолжить изучение уникальных свойств полученных квантовых точек и более тщательно рассмотреть их взаимодействие с клетками опухолей. Другое направление будущей работы – это поиск ещё более простых методов получения и новых вариантов использования таких наночастиц.
С научной статьёй по итогам этого исследования можно ознакомиться в журнале Applied Nano Materials.
Кстати, в борьбе с онкологическими болезнями оказываются эффективными и другие природные компоненты, например, содержащиеся в укропе, петрушке и куркуме.
Автор: Юлия Воробьёва