Наноалмаз – новый враг рака?. Нанотехнологии.

Некоторые считают, что бриллианты являются лучшими друзьями девушек. 

Сейчас это выражение обрело новый смысл. Действительно, осколки алмазов размером в нанометры предоставляют новые возможности для раннего обнаружения рака. В этом цель исследовательского проекта «Динамо», финансируемого Европейским Союзом. В частности, этот проект нацелен на разработку с помощью нанотехнологий неинвазивной платформы для контроля за биомолекулярными процессами в раковых клетках в режиме реального времени. 

Для достижения данной цели они разработали новую технологию на основе флуоресцентных наноалмазных осколков (НАО). «Мы доказали, что особые свойства НАО делают их отличным материалом для зондирования биомолекул, от протеинов до ДНК, - говорит координатор исследовательской команды Милош Несладек (Milos Nesladek), который также является представителем Института испытания материалов (Бельгия). – Такие зонды могут использоваться для изучения молекулярных процессов на наноуровне». 

Проблема заключалась в том, что предыдущие способы изучения не позволяли исследовать живые клетки в течение продолжительного времени. «Основная трудность для нас заключалась в необходимости заменить флуоресцентные бимолекулярные красители, которые в настоящее время используются в качестве люминесцентных индикаторов раковых клеток», - объясняет Несладек.

НАО обладают рядом преимуществ. Они биологически совместимы с живыми клетками. Они могут находиться в живых клетках в течение продолжительного времени, не влияя на процессы внутри нее. Им также можно придать ряд оптических и магнитных качеств, а также свойств, относящихся к поверхности наноалмаза. «Незначительный размер НАО позволяет им неинвазивно проникать через мембрану отдельных клеток, не нанося им вреда и не нарушая их функций, - объясняет Несладек. – Люминесцентные и магнитные качества НАО изменяются при взаимодействии с клеточной средой». 

Свойства поверхности НАО позволяют прикреплять к ним другие биомолекулы, такие как молекулы ДНК. При взаимодействии с отдельными клетками эти биомолекулы могут идентифицировать или изменить биокомпоненты внутри клетки. Таким образом, НАО могут стать не только средством для обнаружения молекулярных изменений, которые могут привести к развитию рака, но также и остановить их. В рамках других проектов Европейского Союза, таких как DIAMANT, проводятся дальнейшие исследования.

Некоторые эксперты приветствуют подобный подход. «Новые средства доставки лекарства являются жизненно необходимыми для лечения многочисленных болезней, в том числе рака, - говорит Федор Железко (Fedor Jelezko), директор Института квантовой оптики Университета Ульма (Германия). – Новизна этого подхода заключается в использовании инновационных материалов для доставки лекарства». Наноалмазы предоставляют уникальные возможности для разработки средств доставки лекарств, поскольку их передвижение можно зафиксировать оптически с помощью техники флуоресцентной микроскопии. «Это позволит с беспрецедентной точностью наблюдать процесс доставки лекарства и его поглощение клеткой», - добавляет Железко. Подобная технология наблюдения уже была продемонстрирована в Высшей нормальной школе и в Институте рака им. Густава Росси (Франция).

Другие эксперты более осторожны в своих выводах. «Несмотря на то, что было проведено множество убедительных экспериментов, продемонстрировавших, что наноалмазы могут доставлять активные препараты для борьбы с раком в клеточные культуры и даже в раковые клетки мышей, их использование для лечения людей является весьма маловероятным, поскольку алмазы представляют собой слишком инертный материал, который нелегко вывести из тела человека», - заявляет Франсуа Трессар (François Treussart), профессор физики в Высшей нормальной школе (Франция).

Однако, с его точки зрения, у проекта большое будущее. «Будущее наноалмазов в медицине намного превосходит цели этого проекта. Однако их основное применение будет лежать в области диагностики или регенеративной медицины, что было доказано данными по биомедицинским исследованиям команды по изучению наноалмазов Института изучения атомов и молекул Китайской академии (Тайвань)», - добавляет Франсуа Трессар.

Наноалмазный зонд, помещенный в определенную клетку, способен фиксировать и передавать информацию о клеточных процессах. «Проект «Динамо» завершен, но исследователи продолжают сотрудничество, – говорит Несладек. – Университет Штутгарта (Германия) в данный момент разрабатывает наноалмазный зонд. Проект сконцентрировался на борьбе с раком груди и раком прямой кишки, но причин для того, чтобы не применять эту технологию к другим видам рака, не существует». Он добавляет, что в будущем еще одной целью проекта будет изучение возможности использования наноалмазных зондов для обнаружения стволовых раковых клеток.