ДНК-инкапсуляция увеличивает силу противоопухолевого воздействия углеродных нанотрубок

ДНК-инкапсуляция увеличивает силу противоопухолевого воздействия углеродных нанотрубок

Различные формы использования гипертермии - способа лечения рака при помощи повышения температуры до уровня 41-45 °C - активно разрабатывались в течении нескольких последних десятилетий для того, чтобы предоставить онкологическим клиникам более эффективные и продвинутые техники лечения злокачественных опухолей.

Большинство методов, основанных на гипертермии, используют различные наночастицы, но углеродные нанотрубки также  могут найти применение в удалении опухолей при помощи температурного воздействия. Тем не менее, на данный момент применимость углеродных нанотрубок in vivo ограничено из-за самоассоциации - иначе говоря, они слипаются друг с другом. Новое исследование показало, что упаковка многостеночных углеродных нанотрубок в ДНК делает их довольно хорошо диспергированными, одиночными, растворимыми в воде и способными более эффективно производить тепло, чем «неупакованные» нанотрубки.

«Мы доказали, что одноцепочечная ДНК увеличивает растворимость многостеночных углеродных нанотрубок» отвечает Nanowerk William H. Gmeiner, профессор кафедры биологии злокачественных опухолей в Wake Forest University. «Упаковка в молекулы ДНК многостеночных углеродных нанотрубок значительно увеличила количество выделенного ими тепла в ответ на облучение инфракрасными волнами ближнего ИК спектра. Важно, что мы смогли показать, что тепла, производимого «упакованными» нанотрубками, достаточно, чтобы избирательно и полностью уничтожить опухолевые массы без причинения значительного токсического урона окружающим тканям.»

Изображения, полученные при сканирующей электронной микроскопии: слева - неинкапсулированные многостеночные углеродные нанотрубки, справа - ДНК-инкапсулированные многостеночные углеродные нанотрубки. Инкапсулированные нанотрубки хорошо распределены по всему обьему, образовалось всего несколько агрегатов. (Reprinted with permission from American Chemical Society)

Gmeiner поясняет, что ДНК-инкапсуляция использовалась ранее для одностеночных нанотрубок - они показывали превосходные результаты излучения в ближнем инфракрасном диапазоне: они производили достаточно тепла для убийства раковых клеток в тканевой культуре. Хотя многостеночные нанотрубки имеют больший диаметр, чем одностеночные, было непонятно, как они проявят себя в этой стратегии. Также было непонятно, может ли ДНК-инкапсуляция уменьшить выделение тепла многостеночных нанотрубок.