Исследователи Медиа-лаборатории Массачусетского технологического института разработали инъекционные наноантенны для лечения глиобластомы — одного из наиболее агрессивных и устойчивых к терапии видов рака мозга. Размер каждой частицы составляет около одной сотой толщины человеческого волоса. Под воздействием магнитного поля устройства создают локальные электрические поля, способные уничтожать опухолевые клетки и не повреждать здоровую ткань.
Технологию назвали HITMAN — сокращение от английского обозначения терапии опухолей высоколокализованным электрическим полем с помощью магнитоуправляемых наноантенн. Результаты работы опубликованы в открытом доступе в журнале Science Advances. Как сообщила доцент Медиа-лаборатории MIT Деблина Саркар, лабораторные и эксперименты на животных показали заметное замедление роста опухоли и увеличение продолжительности жизни без выявленных побочных эффектов.
Для проверки метода использовали клетки, полученные из опухолевой ткани пациентов клиники Mayo Clinic с агрессивной глиобластомой, устойчивой к химиотерапии. В лабораторных условиях HITMAN уничтожила 52,2% таких клеток, что более чем в пять раз превысило результат стандартного препарата темозоломида. Здоровые нейроны и астроциты, поддерживающие работу мозга, при этом не пострадали.
Затем клетки пациентов пересадили в мозг мышей, чтобы воспроизвести заболевание в живом организме. В этих моделях наноантенны существенно подавили рост опухоли и увеличили медианную продолжительность жизни более чем на 50%. Повреждений основных органов и окружающих здоровых тканей не обнаружили, а число колоний раковых клеток снизилось со 112–150 в контрольных группах до 26 после применения технологии.
Активировать наноантенны можно дистанционно, воздействуя на организм низкочастотным магнитным полем с частотой не более 200 кГц. Оно проходит через череп и мозговую ткань, приводит в движение магнитострикционные элементы устройства и вызывает деформацию пьезоэлектрической пленки, формирующей локальное электрическое поле. Такое воздействие нарушает биоэлектрические процессы в опухолевых клетках, вызывает повреждение мембран, стресс эндоплазматического ретикулума и нарушение формирования белков, что приводит к гибели клеток.
Размер наноантенн составляет примерно 150 нанометров, и при клиническом применении их можно будет вводить через череп. Саркар также указала на разработанную в 2025 году технологию «циркулятроники», которая потенциально позволит доставлять подобные устройства инъекцией в руку и направлять их к нужному участку мозга. Учёные считают, что HITMAN может стать малоинвазивным и точным методом лечения глиобластомы, которая часто плохо поддаётся хирургии, лучевой и химиотерапии.