Комбинирование воздействия холодной атмосферной плазменной струи и наночастиц для повышения эффективности плазменной противоопухолевой терапии

Высокая смертность от рака стимулирует поиск новых способов лечения злокачественных опухолей. В последнее время одной из перспективных стратегий является использование холодной атмосферной плазмы в противоопухолевой терапии. Однако разные типы раковых клеток имеют разную чувствительность к воздействию холодной атмосферной плазмой, поэтому необходима комплексная терапия для подавления жизнеспособности резистивных форм рака. Этот проект направлен на разработку противоопухолевой терапии, которая сочетает в себе эффекты воздействия холодной плазменной струи (ХПС) при атмосферном давлении и наночастиц золота (AuNP). Наночастицы, добавленные к раковым клеткам in vitro и in vivo, проникают в клетки и усиливают эффект обработки плазмой. Наночастицы Au, чистые и модифицированные олигонуклеотидами, могут также использоваться для доставки ДНК в клетки. Приложение импульсов электрического поля индуцирует множественные переходные поры на клеточной мембране за счет диэлектрического пробоя мембраны. Оптимизация режимов работы ХПС, размера и концентрации Au наночастиц, а также времени контакта клеток и наночастиц до обработки ХПС будет проводиться на основе результатов экспериментальных и теоретических исследований. В ходе реализации проекта мы планируем использовать а) барьерный газовый разряд и б) контактный газовый разряд для генерации ХПС и импульсов электрического поля, а также моделировать и оптимизировать различные рабочие режимы (с использованием гидродинамической модели) для условий эксперимента. Жизнеспособность клеток после комплексного воздействия будет анализироваться с помощью тестов МТТ и системы iCELLigence в реальном времени. Будет также проанализирован ответ клеточных белков на воздействие ХПС и Au наночастиц. На ключевой вопрос о селективности воздействия нашей комплексной терапии с ХПС + Au наночастицами будет дан ответ путем сравнения эффекта воздействия на здоровые и раковых клеток одного гистологического происхождения. Этот проект объединяет опыт российских и тайваньских ученых в области газоразрядной плазмы, био-нанотехнологий, разработки источников ХПС и противоопухолевой терапии.