Углеродные нанотрубки выявляют опухоли

 


В беспрецедентном эксперименте Центра Онкологических Нанотехнологий для изучения Терапевтической Чувствительности (CCNE-TR) Стэнфордского Университета, было показано, что однослойные углеродные нанотрубки (SWCNT) обернутые в полиэтиленгликоль (ПЭГ), могут успешно применяться в качестве меток опухолей в живых организмах. Результаты этой работы, которая проводилась доктором Хунцзе Дай и коллегами, опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Команда CCNE-TR начала с покрытия коммерчески доступных нанотрубок ПЭГом, биологически совместимым полимером, используемым часто в целях доставки препарата, чтобы увеличить время обращения и растворимость в воде. Исследователи использовали ПЭГ с двумя различными длинами цепочек, производя покрытые SWCNT с 1-нанометровым диаметром и 100 нанометровой длинной или 5-нанометровым диаметром и 300 нанометровой длинной. Исследователи затем прикрепили пептид-указатель опухоли – кольцевую цепь аргинина, глицина и аспарагиновой кислоты (RGD) к цепям ПЭГ. RGD-пептид связывается с белком ævß3, который встречается на поверхности определенных типов злокачественных клеток. Каждая нанотрубка содержала множество RGD-пептидов.

Чтобы отслеживать нанотрубки в животных, исследователи также добавили к цепям PEG многократные копии молекулы, известной как DOTA, которая способна связывать различные металлические ионы. В данном случае исследователи использовали молекулы DOTA чтобы прикрепить к нанотрубке атомы радиоактивного изотопа меди 64 Cu, который может быть использован для позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ). Испытание стабильности показало, что все эти добавки оставались твердо прикрепленными к нанотрубкам, даже после нагревания их до 70°C в течение более чем одной недели.

Исследователи вводили раствор этих нанотрубок мышам, имеющим опухоли с ævß3 на поверхности и использовали ПЭТ, чтобы отслеживать нанотрубки в течение 24 часов. Этот эксперимент показал, что 10 - 15 процентов SWCNTs покрытых большими молекулами PEG скопились внутри опухолей. Концентрация происходила быстро, достигая максимума в течение 6 часов после инъекции. И только 3 - 4 процента нанотрубок, покрытых меньшими молекулами PEG, накопились в опухолях. Исследователи подтвердили присутствие целевых SWCNT в опухолях, используя спектроскопию Рамана, которая может обнаружить уникальные оптические сигналы, испускаемые этими нанотрубками.

Эта работа, которая финансировалась Нанотехнологическим Альянсом Национального Института Онкологии, опубликована в Nature Nanotechnology под заголовком "In vivo biodistribution and highly efficient tumour targeting of carbon nanotubes in mice."

Федеральный информационно-аналитический центр "Нанотехнологии и наноматериалы"