Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами (МГУ им. М.В. Ломоносова, НИЦ «Курчатовский институт», РХТУ им. Д.И. Менделеева, Имперский колледж Лондона, Университет Каназавы)  нашли способ анализировать живые ткани и клетки под микроскопом.  Метод позволит проводить экспресс-анализ токсичности магнитных наночастиц, применяемых для создания противоопухолевых препаратов, тем самым внося серьезный вклад в биомедицину. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

В последнее десятилетие магнитные наночастицы, особенно суперпарамагнитные наночастицы оксида железа (SPION), широко исследуются в биомедицине. Это единственные магнитные наночастицы на сегодняшний день, одобренные для клинического применения.

SPION широко используются в адресной доставке лекарств и в качестве контрастных агентов для магнитно-резонансной томографии, гипертермии («выжигании» опухолей изнутри) и радионуклидной терапии с использованием магнитного поля. Задача, стоящая сегодня перед учеными, – оценить, может ли растущее применение таких частиц навредить пациенту. Поэтому важно разработать методы, которые могут обеспечить высокопроизводительный анализ биореакций и прогноз токсичности вещества.

«Ученые  НИТУ «МИСиС»  под руководством ведущего научного сотрудника лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ "МИСиС"  к.ф-м.н Александра Ерофеева создали технологию для оценки токсичности магнитных наночастиц, применяемых для терапии онкозаболеваний. Основанная на  измерении активных форм кислорода внутри клетки уникальным инновационным наноэлектродом, в дальнейшем технология поможет быстрее и эффективнее внедрять новые медицинские противоопухолевые препараты», – рассказала ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова.

По словам авторов исследования, результаты такого метода показывают значительную разницу концентраций внутриклеточных активных форм кислорода (АФК), измеренных в раковых клетках до и после воздействия наночастиц оксида железа (размером 10 нанометров). Чувствительность разработанного метода заметно отличается от измерений АФК при использовании стандартных методов – соответствующую разницу АФК  старая технология обнаружить не позволяют.

АФК – ионы кислорода, свободные радикалы и перекиси, образующиеся как вследствие естественного метаболизма, так и под действием ионизирующего излучения; повышенное содержание АФК в клетке обычно приводит к «окислительному стрессу» и ее повреждениям из-за окисления.

«Мы разработали стабильный зонд для измерения внутриклеточных АФК на основе  углеродных наноэлектронов, покрытых каталитически активным слоем платины», – поясняет Александр Ерофеев».

Ученые подчеркивают важность и перспективность использования наноэлектродов для анализа. По их мнению, это позволит обеспечивать относительно быструю, чувствительную и экономически эффективную оценку токсичности наночастиц на единичных клетках.