Физики подобрали частоту ультразвука, разрушающего раковые клетки

В большинстве методов ультразвукового лечения рака излучение высокой интенсивности используется для нагревания и разрушения клеток.

При этом могут применяться специальные контрастные вещества, которые «маркируют» опухоль и позволяют сфокусировать излучение в нужной области (пример российского исследования приведён ниже). Однако, тепло в той или иной степени наносит вред и здоровым клеткам, к тому же контрастные вещества действуют лишь на небольшую часть опухолей.

сследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) и Бекмановского научно-исследовательского института (Национальный медицинский центр City of Hope, США) разработали метод лечения рака, при котором ультразвук низкой интенсивности вызывал разрушение клеточного скелета раковых клеток, в то время как соседние здоровые клетки не страдали.

Иллюстрация ультразвуковой терапии рака. Зелёным цветом показаны здоровые клетки, красным – больные. Слева – обычное термическое воздействие ультразвука, поражающее все клетки. Справа – прицельное на определённой частоте, не разрушающее здоровые клетки. (Рис. David Mittelstein)

Иллюстрация ультразвуковой терапии рака. Зелёным цветом показаны здоровые клетки, красным – больные. Слева – обычное термическое воздействие ультразвука, поражающее все клетки. Справа – прицельное на определённой частоте, не разрушающее здоровые клетки. (Рис. David Mittelstein)

Лаборатория механики твердого тела в Калтехе ранее разработала теорию лечения рака, основанную на идее, что раковые клетки уязвимы для ультразвука определенной частоты, которая зависит от механических и структурных свойств опухолевых клеток. Авторы назвали новый подход, базирующийся на выделении и уничтожении раковых клеток на основе их физических свойств, онкотрипсией (oncotripsy).

Теперь же исследователи, уменьшив интенсивность излучения и тщательно подобрав частоту в соответствии с «целевыми клетками», экспериментально разрушили несколько видов злокачественных клеток крови человека, не нанося вреда здоровым. Это похоже на то, как умелый певец разбивает стеклянный бокал, напевая конкретную ноту.

Иллюстрация ультразвуковой терапии рака. Зелёным цветом показаны здоровые клетки, красным – больные. Слева – обычное термическое воздействие ультразвука, поражающее все клетки. Справа – прицельное на определённой частоте, не разрушающее здоровые клетки. (Рис. David Результат воздействия ультразвука частотой 500 кГц на цитоскелет клетки, видимый в виде зелёного кольца. а) нет ультразвука, б) длительность импульса T = 1 мс, в) T = 30 мс. Видно его разрушение (фото AIP).

Иллюстрация ультразвуковой терапии рака. Зелёным цветом показаны здоровые клетки, красным – больные. Слева – обычное термическое воздействие ультразвука, поражающее все клетки. Справа – прицельное на определённой частоте, не разрушающее здоровые клетки. (Рис. David Результат воздействия ультразвука частотой 500 кГц на цитоскелет клетки, видимый в виде зелёного кольца. а) нет ультразвука, б) длительность импульса T = 1 мс, в) T = 30 мс. Видно его разрушение (фото AIP).

Новый метод использует точно нацеленный ультразвук низкой интенсивности и потому обеспечивает более избирательное и безопасное воздействие. Он не требует, чтобы раковые клетки имели уникальные молекулярные маркеры или располагались отдельно от здоровых клеток.

Исследователи признают, что есть еще много вопросов, которые необходимо выяснить, например, каков точный механизм воздействия и что конкретно происходит в клетке, подвергшейся воздействию ультразвука, но полагают полученные результаты очень обнадеживающими. Они надеются, что через некоторое время онкотрипсию можно будет использовать для лечения рака наряду с химиотерапией, иммунотерапией, облучением и хирургией.

Метки: # # # #