В ЮФУ сделали шаг к развитию рентгеновской фотодинамической терапии рака

Результаты исследования можно применить как для дальнейшей разработки препаратов, используемых в рентгеновской фотодинамической терапии, так и для оптимизации условий синтеза неорганических материалов.

Технология фотодинамической терапии (ФДТ) для рака кожи уже применяется в медицине. Благодаря ФДТ возможно высокоэффективное прицельное удаление опухолей без скальпеля. Фотодинамическая терапия известна как метод для лечения онкологических заболеваний кожи. Этот метод является не только эффективным, но и за счет локального применения значительно снижает побочные эффекты от лечения. Модификация данного метода с использованием излучения в рентгеновской области позволяет расширить этот метод для лечения глубоких опухолей.

«Рентгеновская ФДТ сейчас находится на стадии исследования во всем мире. Лечение раковых клеток происходит за счет образования под действием излучения на некоторые материалы (фотосенсибилизаторы) активных форм кислорода (АФК)», – рассказала заведующая Международной исследовательской лабораторией функциональных наноматериалов МИИ ИМ ЮФУ Елизавета Муханова.

Учеными Южного федерального университета под руководством научного руководителя направления ЮФУ, профессора Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ Александра Солдатова синтезированы и исследованы материалы, которые могут быть источниками вторичного излучения для широкого спектра фотосенсибилизаторов. Tb-замещенные вольфраматы кальция со структурой шеелита могут излучать в широком диапазоне видимого света после облучения рентгеновским изучением за счет присутствия в составе как редкоземельного катиона, так и вольфрамат аниона. В своей работе ученые также изучили как способ получения влияет на размеры частиц материала.

«Размерные характеристики оказывают значительное влияние на оптические свойства веществ и возможность их эффективного и целенаправленного использования в современной терапии раковых заболеваний. Для данного материала получено, что средний размер частиц не сильно отличается в разных методиках, но именно ультразвуковой способ синтеза позволяет получить все частицы практически одного размера без значительных колебаний в меньшую или большую сторону. Это позволяет избежать дополнительной фильтрации частиц после синтеза по размерам», – отметила Елизавета Муханова.

Получение максимально близких по размеру частиц уже на этапе синтеза исключает фильтрацию, таким образом, при масштабировании синтеза из лаборатории на производство в будущем можно уменьшить затраты на его производство. Кроме того, использование близких по размеру частиц позволяет увеличить эффективность фотодинамической терапии.

Этот проект позволяет не только получить материалы, которые можно применять в медицине будущего для разработки препаратов, но и получить данные, которые можно использовать в дальнейшем для направленного программируемого синтеза функциональных материалов.

«Глобальный вектор развития здравоохранения – переход к персонализированной медицине, при которой в идеале лекарство готовится под каждого конкретного пациента. Поэтому выполненное исследование, в котором удалось предложить целый ряд методик для варьирования параметров наночастиц для рентгеновской фотодинамической терапии в онкологических применениях, несомненно является крайне актуальным.

Данная работа является важным шагом в решении задач, поставленных в совместных проектах исследователей Южного федерального университета и Национального медицинского исследовательского центра онкологии (Ростов-на-Дону), направленных на внедрение новых высокотехнологичных методик, базирующихся полностью на отечественных разработках, в том числе с привлечением нанотехнологий, исследовательской инфраструктуры мега-класса и технологий искусственного интеллекта», – дополнил научный руководитель направления ЮФУ, профессор МИИ ИМ ЮФУ ЮФУ Александр Солдатов.

Результаты исследования ученых Южного федерального университета, выполненного при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания в сфере научной деятельности № 0852-2020-0019 опубликовано в журнале Inorganic Chemistry Communications.