Спазер (от англ. SPASER — surface plasmon amplification by stimulated emission of radiation), который исследователи использовали в своей работе, представляет собой наночастицу размером всего 22 нанометра, что в сотни раз меньше характерных размеров человеческих клеток. Большинство результатов было получено с помощью золотой сферической наночастицы, окруженной оболочкой из диоксида кремния и покрытой желто-зеленым флуоресцентным красителем, который широко используется для отслеживания и биомедицинской диагностики.
Чтобы спазер мог «опознать» раковые клетки, на его поверхности ученые закрепили остаток фолиевой кислоты. Дело в том, что на поверхности нормальных клеток рецепторы фолиевой кислоты, как правило, не встречаются, а вот поверхность большинства раковых клеток ими изобилует.
После введения в кровоток спазеры с фолиевой кислотой обнаружили циркулирующие в нем раковые клетки, вызывающие метастазы, прикрепились к их поверхности, а также проникли в цитоплазму. Поглощение импульсов света привело к нагреву спазеров, что вызывало ударные волны в клетках и, как следствие, — разрушение мембраны.
Эффективность спазеров ученые проверили как in vitro — на клеточной линии рака молочной железы человека, так и in vivo — на мышах. Эксперименты показали низкую токсичность спазеров для человеческих клеток, а также их высокую специфичность в отборе раковых клеток.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Communications.
Недавно ученые из МФТИ показали еще одну область применения спазеров: с его помощью удалось распознать взрывчатые, ядовитые и другие органические вещества по единственной молекуле. Подробнее об этом читайте в материале «Чердака».