В университете Галле-Виттенберг исследователи создали необычные наночастицы, которые чутко реагируют на свет. По сути, это крошечные полимерные цепочки, свернутые в клубок. Внутри этих цепочек спрятаны молекулы особого вещества — полипиррола. Оно умеет захватывать свет в инфракрасном диапазоне и превращать его в тепло.

Когда на частицу попадает лазерный луч, происходит любопытное превращение. Мало того что она нагревается, она еще и меняет свою форму — сжимается в плотный шарик диаметром всего в несколько нанометров. Профессор Вольфганг Биндер, химик из MLU, поясняет: это позволяет управлять частицами прямо внутри организма. Где есть свет, там они и собираются.

Подробности опубликованы в издании Communications Chemistry.

Структура этих частиц устроена так хитро, что они отлично откликаются на тепло. Даже слабый луч лазера и небольшое количество частиц способны разогреть локальный участок до 85 градусов. В лаборатории это уже проверили.

Такая способность сильно пригодится в медицинской диагностике. Частицы нагревают ткань, та быстро расширяется и испускает звуковые волны. Специальная техника — фотоакустическая визуализация — ловит эти сигналы и строит по ним объемную картинку внутренних органов. Ученые надеются, что с помощью таких частиц можно будет лучше наблюдать за развитием опухолей и видеть, как они реагируют на лечение.

На этом возможности не заканчиваются. В планах ученых использовать частицы как контейнеры для лекарств. Свет и тепло помогут выпускать препарат точно в нужном месте. А еще сильный нагрев можно направить прямо на раковые клетки, чтобы их уничтожить — это называется гипертермией. Правда, до практического применения таких методов пока далеко, нужно провести еще много исследований.

Если подумать, это исследование открывает путь к диагностике нового уровня. Сейчас, чтобы увидеть опухоль, нам часто нужны контрастные вещества, которые разносятся по всему организму. А тут получается, что частицы «зажигаются» только там, куда направлен луч. Это сильно повышает точность снимков и снижает риск навредить здоровым тканям.

Для обычного человека это значит, что в будущем врачи смогут замечать болезни на самых ранних стадиях, когда с ними легче справиться. А если еще и научиться управлять лекарствами с помощью света, то химиотерапия перестанет быть «ковровой бомбардировкой» и станет точечным уколом по больным клеткам.

Главный вопрос, который пока остается за кадром, — это безопасность. То, что блестяще работает в пробирке, может повести себя иначе в живом организме. Мы не знаем, как долго эти частицы будут циркулировать в крови, не слипаются ли они раньше времени и как выводятся из организма. Восемьдесят пять градусов — это серьезный нагрев, и важно понимать, не повреждает ли он случайно здоровые сосуды или нервы по соседству с опухолью. Пока это красивая лабораторная история, и путь до реальных клиник может занять долгие годы.

Ранее ученые разработали нанодроны для таргетного лечения рака.