Техника - молодёжи 2009-09, страница 12

2009 №09 ТМ

AURUM ПРОТИВ CANCER'А

Сегодня при терапии онкологических заболеваний для подавления клеток опухоли, как правило, используются очень токсичные вещества. Попятно, насколько безопаснее станет лечение, если препараты получат возможность действовать избирательно, только на клетки в очаге болезни, не повреждая здоровые ткани. Вопрос -в «транспортёре»; разные варианты сто решения исследуются в лабораториях по всему миру.

В основе методики, созданной российскими учёными, лежит недавняя разработка лаборатории молекулярной иммунологии Института биоорганической химии РАН (ИБХ РАН), защищенная несколькими российскими и зарубежными патентами, - искусственные белковые соединения барназа:барстар, Барназа - это фермент бактериальная рибонуклеаза, барстар - белок, её природный ингибитор.

К барназе прикрепляется один элемент запрограммированного соединения, а к барстару - другой. Эти элементы могут быть разными, в зависимости от задачи: флуоресцентные белки, квантовые точки, биологические токсины и так далее. Один компонент «навесного оборудования» может быть активным веществом-лекарством, другой - «головкой самонаведения», позволяющей очень точно нацеливать всю систему на взаимодействие с нужными клетками организма или даже молекулами.

Оборудование для наблюдения за действующими агентами в раковых клетках создаётся в нижегородском Институте прикладной физики РАН (ИПФ РАН); два прибора уже испытываются в Нижегородском госуниверситете и Институте биохимии им. А.Н. Баха.

Сейчас уже достигнуты практические результаты в части диагностики опухолей. Разработана методика маркировки раковых клеток флуоресцентными белками. Их вводят в клетки и регистрируют свечение. Можно использовать квантовые точки (полупроводниковые нанокристаллы), светящиеся очень интенсивно и на разных длинах волн. Если доставить такие «маячки» в раковую клетку, то можно зафиксировать их свечение и обнаружить опухоль. Задача физиков - определить её настоящие размеры, поскольку свет в биологических тканях рассеивается, и снаружи опухоль видна сильно увеличено, расплывчато. Для определения её истинных размеров нижегородцы создают специальный прибор -флуоресцентный диффузионный томограф. С помощью прототипа этого прибора уже удалось зафиксировать свечение квантовых точек, доставленных в опухоль молочной железы у подопытной мыши.

Следующий шаг - терапия. Здесь одно из перспективных направлений связано с использованием ианочастиц золота. Само по себе золото биологически неактивно, так что его наночастицы можно относительно безопасно адресно доставлять к раковым клеткам и накапливать там. А потом - потом их будут облучать лазером, и они будут погибать. Потому что раковые клетки более чувствительны к нагреванию, чем здоровые, они начинают гибнуть при температуре +43Х ...+45Х и сравнительно небольшом времени нагрева.

Роли здесь распределены так: учёные ИБХ создают гибридные наночастицы из белков и золота, которые будут адресно доставляться к опухоли, А их коллеги из ИПФ должны разработать приборы, с помощью которых

можно оудет воздействовать на раковые клетки лазером, а также с высокой точностью измерять температуру в опухоли.

Разработчики ожидают, что новый диагностический прибор будет стоить порядка 1 млн руб., это значительно меньше, чем стоимость оборудования для компьютерной томографии или маммографии. А в дальнейшем можно говорить о развитии недорогого и высокоэффективного способа лечения онкологических заболеваний.

Особенно приятно отметить, что всё это - не теоретические изыскания, а реальный научно-производственный проект с реальным финансированием от Роснауки; бюджет его составляет 7,8 млн руб.

ЗАТОЧИТЬ, ЧТОБЫ ИСПОЛЬЗОВАТЬ...

Любой специалист, будь то физик-экспериментатор или слесарь-водопроводчик, всегда стремится улучшить свой инструмент, И учёные-нанотехнологн здесь не исключение.

Углеродная нанотрубка (УНТ), благодаря малому диаметру и высоким механическим свойствам, отлично подходит для применения в качестве зонда в различных типах электронных микроскопов. Разрешающая способность прибора в этом случае зависит от диаметра кончика зонда. В таком случае - нельзя ли заточить УНТ?

Это удалось ученым из Тайваня; на рисунке можно видеть, как выглядит обработанная ими многослойная УНТ. Оборудование, па котором была сделана эта работа, относится к типовому «набору нанотсхнолога»: сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ), а ещё высокоточные трёхкоординатные захваты.

Полученный зонд даёт разрешение менее 5 нм. Кроме того, преимущество УНТ-зонда в том, что он способен работать в камерах высокого вакуума при давлении менее 3410-10 мбар, в которых проводится значительная часть исследований в области материаловедения.

Авторы работы считают, что их достижение найдёт достаточно широкое применение - ведь наноинструментарий сегодня весьма востребован и быстро развивается.

Модель«заострённой» многослойной УНТ (справа) и её ПЗМ-изо бражение (слева)

10