Российские ученые под руководством исследователей из НИТУ «МИСиС» разработали сверхчувствительные молекулярные термометры, которые помогут повысить точность и эффективность терапии различных опухолей. Вещества относятся к водорастворимым порфиринам и при облучении лазером становятся токсичны для тканей, что позволяет использовать их как полноценный фотодинамический препарат со встроенной термометрией. Результаты опубликованы в журнале Materials & Design.
Ученые из российских институтов под руководством исследователей из НИТУ «МИСиС» синтезировали вещества, которые могут работать как сверхточные термометры на молекулярном уровне. Синтезированные вещества относятся к хорошо изученному классу водорастворимых порфиринов и отличаются от других молекулярных термометров простотой синтеза и модификации. В организме порфирины входят в состав небелковой части молекулы гемоглобина.
«Молекулярные термометры — класс веществ, оптические характеристики которых меняются вместе с температурой. Мы синтезировали два таких вещества и изучили их люминесцентные свойства. При нагреве спектр их испускания и "время жизни" флуоресценции меняются — этого достаточно, чтобы фиксировать изменения температуры с точностью до 0,1 градуса. Считывание температуры происходит на том же оборудовании, которое применяется для облучения введенного препарата», — рассказал соавтор работы, эксперт лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Роман Акасов.
Некоторые перспективные методы лечения опухолей, такие как фотодинамическая и фототермическая терапия, при которых клетки подвергаются нагреву, требуют точного регулярного измерения температуры живых систем на уровне отдельных молекул. Однако для получения терапевтического ответа опухоль можно нагревать до 42–45 °C: при дальнейшем повышении температуры начнется сворачивание белков и повреждение соседних здоровых тканей. Теоретические расчеты и существующие термометры неудобны и не обеспечивают высокой точности измерений. Поэтому поиск альтернативных методов измерения температуры как никогда актуален.
Оценив токсичность новых термометров, ученые обнаружили, что одно из соединений при облучении лазером становится достаточно ядовито для тканей тела. По словам авторов, такое сочетание позволит использовать вещество не только как молекулярный термометр, но и как полноценный фотодинамический препарат со встроенной термометрией, способный бороться с опухолевыми клетками. Теперь ученые планируют исследовать фотофизические свойства полученных порфиринов при длительном облучении в ходе фотодинамической терапии, а также продолжить поиск новых препаратов комбинированного действия.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
