28 марта 2024, четверг, 14:32
Поддержите
сайт
Сим сим,
Хартия 97!
Рубрики

Белорус в США создает революционную технологию против рака

10
Белорус в США создает революционную технологию против рака
Дмитрий Лапотко
Фото: Jeff Fitlow

Испытания технологии могут пройти в Беларуси.

Ученые американской корпорации Masimo решают «нерешаемую» задачу — как победить рак, устойчивый к лекарствам и лучевой терапии, с помощью лазерных технологий, действующих на клеточном уровне. Руководит этой работой белорус Дмитрий Лапотко. Tut.by связался со специалистом и узнал о перспективах разработки.

«Управляемый нановзрыв внутри раковой клетки»

Технология нацелена на борьбу с клетками, которые остаются после хирургического удаления раковой опухоли. Эти клетки могут быть устойчивы к лекарствам и лучевой терапии.

— Остаточные раковые клетки — это главные убийцы, — рассказывает Дмитрий. — Чаще всего пациенты умирают от рецидивов, когда из остаточных раковых клеток развиваются метастазы, а эффективные дозы лекарств и радиации слишком опасны и поэтому неприменимы.

Исследователи, возможно, нашли способ, как обнаружить и уничтожить каждую такую раковую клетку изнутри. Для этого они используют безопасные наночастицы и лазерные импульсы.

Слева — раковая клетка до взрыва, справа — во время

Мы ипользуем управляемый нановзрыв внутри раковой клетки, — объясняет ученый. — Металлические наночастицы подвергаются воздействию очень короткого лазерного импульса длительностью в несколько пикосекунд. Свободные электроны преобразуют оптическую энергию в тепло. Быстрое нагревание наночастицы испаряет окружающую жидкость.

Пар расширяется и взрывается за наносекунды. Это создает механическое воздействие — основу для нанохирургии и нанотерапии, — а также импульс давления, который лежит в основе диагностики. Мы назвали эти взрывы плазмонными нанопузырьками (plasmonic nanobubbles — PNB).

«Энергия лазера безопасна для здоровых тканей»

Ученые считают, что наночастицы сами находят больные клетки.

Наночастицы золота оснащены антителами, которые могут распознать раковые клетки.

Раковые клетки сами строят кластеры наночастиц, активно «поедая» их в процессе рецептор-опосредованного эндоцитоза (специфический процесс захвата внешнего материала клеткой. — Прим.).

«Бомбы» для раковых клеток очень малы: размеры наночастиц золота — 60 нанометров, кластеры могут достигать размеров в 200 — 300 нанометров. Размер раковой клетки — на порядки больше — от 10000 до 30000 нанометров. Человек невооруженным глазом может видеть лишь объекты крупнее 400 000 нанометров.

Кластеры золотых наночастиц на поверхности раковой клетки. Фото: D. S. Wagner et al., Biomaterials

Нановзрывы затрагивают только больные клетки и не влияют на здоровые.

Энергия лазера настолько мала, что она абсолютно безопасна для здоровых тканей и клеток, — рассказывает Дмитрий. — Это отличает механическую обработку плазмонными нанопузырьками от химио- и радиотерапии и создает основу для внутриклеточных селективных технологий лечения и диагностики.

«Мы можем обнаруживать и убивать возбудителей малярии»

В будущем плазмонные нанопузырьки могут стать инструментом хирургов. Ученые предлагают обрабатывать ложе раковой опухоли после ее удаления, чтобы снизить вероятность рецидива или предотвратить его.

Технологию уже опробовали на животных с агрессивным типом опухолей — плоскоклеточным раком головы и шеи. При диагностике технология оказалась способна обнаружить единичные раковые клетки в ложе во время удаления опухоли.

Лабораторная мышь во время испытаний

При лечении плазмонными нанопузырьками выживаемость оказалась в 5,5 раза выше по сравнению с теми, кто проходил химиолучевую терапию. О результатах испытаний ученые рассказали в авторитетном журнале Nature Nanotechnology.

Однако разработка ученых может быть эффективна и в терапии других видов рака и других заболеваний.

Этот метод можно применять к любым агрессивным видам рака — через кожу или во время операции, — рассказывает Дмитрий. — Кроме того, мы можем обнаруживать и убивать бактерии и паразитов, например, возбудителей малярии.

«В США ученому нужно работать больше, чем в Беларуси»

Сам Дмитрий занимается наномедициной на протяжении последних 25 лет. Сначала он работал в Национальной академии наук Беларуси, после — в Университете Райс в США. Сейчас он руководит направлением лазерных технологий в корпорации Masimo.

Эта компания ориентирована на решение «неразрешимых проблем» в области здравоохранения и является лидером в области неинвазиных оптических медицинских устройств. Основатель компании учредил некоммерческую инициативу Patient Safety Movement Foundation. Ее цель — исключить к 2020 году смертность из-за врачебных ошибок в случаях, когда это возможно. Также Masimo участвует в американской национальной инициативе Cancer Moonshot, цель которой — победить рак в течение 10−15 лет.

Ученый вспоминает, что ему предлагали работу в США еще в 1990-м. Однако переехал он только в 2009 году, чтобы работать в университете Райс в Хьюстоне — на «родине нанотехнологий».

В США ученому нужно работать больше, чем в Беларуси, чтобы добиться финансирования и признания, — отмечает Дмитрий. — Конкуренция очень высока. Представьте себе, лучшие студенты со всего мира приезжают в США и пытаются остаться здесь в качестве исследователей.

Хотя в США бюджеты на исследования превышают белорусские, на западе наука оказывается явно менее «дорогой».

Долларовая стоимость «единицы» научного продукта в Беларуси в несколько раз выше, чем в США. Я имею в виду стоимость создания, например, публикации в журнале с высоким импакт-фактором или прототипа продукта или технологии. Это может звучать парадоксально, но наука в современной Беларуси намного более дорогая, чем в США, если смотреть на реальные результаты.

Испытания технологии могут пройти в Беларуси

Дмитрий помогает коллегам на родине.

Два года назад для белорусских онкохирургов и химиотерапевтов организовали тренинг в Онкологическом центре им. М.Д.Андерсона в Техасском университете, — вспоминает он. — Это ведущий мировой центр по исследованию рака. Американская сторона была готова полностью оплатить углубленную профессиональную подготовку 20−30 специалистов из Беларуси при условии, что они сами оплатят проезд и проживание. Этот проект получил поддержку белорусских онкологов, которым для его осуществления требуется минимальная административная и финансовая поддержка своей страны.

Перед массовым применением любая разработка проходит клинические испытания. Дмитрий надеется, что клинические испытания плазмонных нанопузырьков начнутся уже в ближайшем будущем и могут пройти в Беларуси. Испытания оплатит американская сторона, продлятся они несколько лет.

Наши коллеги из Беларуси — профессионалы, которые разделяют наши ценности и могут быстро организовать клинические испытания, — объясняет Дмитрий. — В прошлом многие белорусские специалисты внесли огромный вклад в мое развитие: физик Рем Солоухин, инженеры Станислав Астапчик и Олег Роман, хирург Олег Мишарев, доктора Олег Суконко и Игорь Белоцерковский. Испытания в Беларуси можно назвать моей личной данью уважения им и многим другим из этой страны.

Написать комментарий 10

Также следите за аккаунтами Charter97.org в социальных сетях