Меланин научили бороться с раковыми опухолями

Исследователи из Технического университета Мюнхена обнаружили, что загруженные меланином наночастицы могут помочь диагностировать опухоли и замедлить их рост.

Одно из правил физики гласит: темные цвета поглощают больше света и в результате нагреваются. Меланин использует это в наших интересах, поглощая солнечное ультрафиолетовое излучение, преобразует в тепло и после его выделяет.

Из-за того, что он такой прекрасный поглотитель света и источник тепла, меланин идеально подходит для применения в оптоакустике. Как следует из названия, эта техника представляет собой смесь света и звука: во-первых, слабые лазерные импульсы нагревают ткань и слегка её расширить. Когда ткань остывает и снова сжимается, генерируются ультразвуковые волны. Специализированные датчики могут считывать эти волны и выяснять тип ткани, в том числе является ли он злокачественной. В то же время, выделяемое тепло делает опухоли более заметными в инфракрасном диапазоне.

Чтобы проверить, насколько хорошо меланин действует в такой ситуации, команда загрузила пигмент в наночастицы, известные как везикулы наружных мембран (OMV). Затем ввели их мышам непосредственно в опухоли и осторожно нагрели инфракрасными лазерными импульсами.

Поскольку эти наночастицы имеют тенденцию накапливаться в раковых клетках, они могут помочь ученым визуализировать опухоли и даже сыграть роль в их лечении. Исследователи обнаружили, что у мышей, которым вводили меланин, опухоли выделялись гораздо отчетливее, чем у тех, кто получил обычные OMV.

«Меланин очень легко поглощает свет - даже в инфракрасном спектре», - говорит Випул Гуджрати, первый автор исследования. «Мы используем именно этот свет в нашей методике оптико-акустической визуализации для диагностики опухолей. Одновременно он преобразует эту поглощенную энергию в тепло. Тепло также является способом борьбы с опухолями - другие исследователи изучают этот метод в клинических испытаниях».

Команда также проверила технику в фототермической терапии, где более сильные лазерные импульсы используются, чтобы сильнее нагреть цель. OMV с меланином повысили температуру опухоли с обычных 37°C до изнуряющих 56°C, что гораздо более впечатляюще, чем обычные OMV с максимумом при 39°C. В качестве дополнительного бонуса, лечение также вызвало небольшое воспаление, которое предупредило иммунную систему.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.