Разработка радиосенсибилизаторов для лучевой терапии на основе гибридных наноструктур оксид тантала/золото

Лучевая терапия, наравне с хирургическими методами и химиотерапией, является одним из основных методов лечения рака. Однако, несмотря на широкое распространение метода, она имеет узкое "терапевтическое окно". Помочь увеличить эффективность лучевой терапии и снизить нагрузку на здоровые ткани могут радиосенсибилизаторы. Радиосенсибилизаторы — это средства, избирательно повышающие чувствительность опухоли к ионизирующему излучению. Одним из актуальных направлений наномедицины является разработка радиосенсибилизаторов на основе наночастиц, содержащих элементы с высоким атомным номером. В настоящее время растет интерес к поиску более экологичных альтернатив классическим методам синтеза наночастиц, что предполагает среди прочего использование энергоэффективных подходов и отсутствие токсичных реактивов. К таким методам относится радиационный синтез, так как он реализуется преимущественно в воде, при комнатной температуре и атмосферном давлении. Выгодным отличием данного метода является возможность проводить окислительно-восстановительные реакции за счет действия радикалов, образующихся при радиолизе воды, взамен классическим химическим восстановителям, зачастую токсичными. Радиационный синтез перспективен для получения гибридных наноструктур, так как позволяет получить наночастицы, равномерно распределённые во всем объеме дисперсной системы, и характеризующиеся узким распределением частиц по размеру. Использование гибридных систем, собранных на основе отдельных наночастиц, несет в себе большие перспективы для разработки новых функциональных материалов биомедицинского назначения, сочетающих в себе преимущества отдельных элементов с различными физико-химическими свойствами. Так, локализация наночастиц золота (ZAu=79) на поверхности оксида тантала (ZTa=73) позволит не только локально увеличить поглощенную дозу излучения в клетке, но и позволит управлять поверхностными свойствами гибридной системы, в частности связыванием с белками плазмы крови. Проект посвящен синтезу гибридных наноструктур Ta2O5/Au, перспективных агентов для лучевой терапии и диагностики рака. Проект предполагает подбор условий синтеза наночастиц и поиск решений фундаментальных проблем устойчивости и биологического поведения коллоидных растворов наночастиц, выявлению закономерностей влияния химии поверхности наночастиц на их поведение в биологических средах. Для реализации проекта будут проведены комплексные исследования физико-химических механизмов формирования гибридных наночастиц, их стабильности и агрегативной устойчивости (в том числе в физиологических условиях), формирования белковой короны, а также токсического действия на культуры нормальных и онкотрансформированных клеток, радиосенсибилизирующих свойств. Так, например, будет изучено влияние состава дисперсионной среды, рН, концентрации электролита, химии поверхности наночастиц на комплексообразование с биомакромолекулами. Практические результаты включают создание радиосенсибилизаторов нового поколения, состоящих из биосовместимых наночастиц, что делает их относительно безопасными для организма в отсутствии радиации.