Механизм противоопухолевого действия переменного негреющего магнитного поля in vitro и in vivo

Наиболее интенсивно развивающимся подходом в противоопухолевом лечении считается генная терапия (примером являются схемы лечения HER 2 положительного рака молочной железы, например) наряду с традиционными хирургическими протоколами, химио- и радиотерапии. Добиться довольно продолжительной ремиссии возможно с помощью препаратов, учитывающих генетический профиль раковой опухоли. Такой подход требует высококвалифицированного медицинского персонала и существенных затрат. Разработка и исследование новых препаратов на основе терапевтических нуклеиновых кислот в настоящее время находится на пике научных поисков. Действие генных препаратов направлено на неспецифическое блокирование выработки белков, стимулирующих рост опухолей, и не учитывает молекулярно-биологического подтипа опухолей (наиболее ярко проявляется для трижды негативного рака молочной железы при мутации в гене BRCA1), а также наиболее часто встречающуюся гетерогенность между биологическим строением солидной опухоли и ее метастазами. Также к неудачам такого вида таргетной терапии можно отнести довольно трудный поиск драйверных генных альтераций, большое количество механизмов резистентности. Поэтому, крайне актуальным является развитие принципиально новых терапевтических подходов. Физическое воздействие на опухоль приводит к новым механизмам опухолевой деструкции. Например, в 2021 году впервые на пациенте было продемонстрировано снижение объема опухоли глиобластомы на 31% под действием высокочастного переменного магнитного поля (200 кГц, 1 мТл) [10.3389/fonc.2021.708017] без применения металлических частиц. Компания MagForce AG, TheNanomedicineCompany, Германия анонсирует возможность лечения с помощью магнитной гипертермии с магнитными наночастицами с 2008 года (https://www.magforce.com/home/, 10.1080/02656730802104757). Применение высокочастотных магнитных переменных полей имеет ряд недостатков: сложность конструирования установок для переменных магнитных полей высоких частот в условиях клиники, неконтролируемый перегрев магнитных наночастиц, приводящий к некрозу здоровых окружающих тканей. Низкочастотные переменные магнитные поля не нагревают магнитные носители, а их действие обусловлено магнитно-механическим вращением носителей в поле действия магнитных полей, разрушая. Данное вращение приводит к закручиванию клеточного матрикса, белковых сеток и полимерных волокон, нарушая структуру клетки и приводя к ее гибели. Второй механизм разрушения клеток в поле действия низкочастотных переменных магнитных полей с магнитными носителями обуславливается порацией клеточной мембраны за счет возникающего существенного магнитного поля вокруг клетки с магнитными носителями внутри в поле действия внешнего магнитного поля. При этом важно понимать, что состояние клеток в процессе действия магнитных полей различной конфигурации возможно доказательно контролировать только с помощью конечных реакций, что существенно ограничивает наблюдения за одной и той же группой клеток или сфероидами. Переход к безметочным технологиям наблюдения за развитием и угнетением клеточных линий является еще одним весомым приоритетом проекта. Мандельштам-Бриллюэновская спектроскопия (МБС), не смотря на ее использование в основном в традиционных областях физики, позволяет оценить жесткость клеточных линий in vitro, безметочно, не разрушая клетки или сфероиды. Данный подход позволяет построить карту жесткостей по поверхности клетки и оценить их изменение во времени. В связи с этим, исследование механизма разрушения клеток под действием переменных низкочастотных магнитных полей с/без инкапсулированных форм противоопухолевых веществ представляется перспективной технологией будущего для лечения социально значимых заболеваний. Одновременное применение безметочных технологий позволит с минимальным набором инвазий на клетки и с высокой точностью показать влияние, как инкапсулированных форм лекарственных препаратов, так и магнитных полей на жесткость клеток и сфероидов.