Нанотехнологии

Российские ученые сделали прорыв в борьбе с раком, разработав наночастицы на основе оксида церия. Уникальная технология избирательно защищает здоровые клетки от лучевой терапии, одновременно усиливая воздействие на опухоли. Это открытие обещает революцию в онкологии, делая лечение более безопасным и эффективным. Узнайте, как инновации в нанотехнологиях спасают жизни, и какие перспективы ждут медицину.

Современная онкология всё чаще обращается к нанотехнологиям, и последние достижения ученых из России открывают новую страницу в борьбе с раком. Исследователи из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и Саратовского государственного университета создали уникальные наночастицы на основе оксида церия, модифицированные биоактивным соединением пирролохинолинхиноном (PQQ). Эти наночастицы обладают способностью избирательно защищать здоровые клетки от повреждений при лучевой терапии и одновременно усиливать разрушение раковых клеток.

Как работают наночастицы?

Оксид церия — уже хорошо известный антиоксидант, который эффективно защищает клетки от окислительного стресса. Уникальность новой разработки заключается в сочетании этого материала с PQQ — молекулой, обладающей сильными антиоксидантными свойствами. Такая модификация делает наночастицы ещё более эффективными, особенно в условиях облучения.

В ходе экспериментов наночастицы тестировали на двух типах клеток: здоровых фибробластах и раковых клетках. После рентгеновского облучения результаты были поразительными: выживаемость здоровых клеток увеличилась на 45%, тогда как выживаемость раковых клеток снизилась на 31–37%. Этот эффект достигается за счёт различий в кислотности между здоровыми и раковыми клетками, которые по-разному влияют на поведение наночастиц.

Почему оксид церия работает избирательно?

Избирательность оксида церия обусловлена его уникальными химическими свойствами и взаимодействием с окружающей микросредой:

1. Различия в кислотности (pH):
   Раковые клетки создают более кислую микросреду из-за ускоренного метаболизма (эффект Варбурга). Оксид церия реагирует на это, усиливая свою окислительную активность в кислой среде, что приводит к разрушению раковых клеток. В то же время в нейтральной или слабощелочной среде здоровых клеток он действует как антиоксидант, защищая их от повреждений.

2. Управление реактивными формами кислорода (ROS):
   Раковые клетки характеризуются повышенным уровнем ROS, что делает их более уязвимыми к дополнительным окислительным нагрузкам. Оксид церия увеличивает ROS в раковых клетках, доводя их до критического уровня, тогда как в здоровых клетках он снижает ROS, предотвращая повреждения.

3. Переключение между Ce³⁺ и Ce⁴⁺:
   Оксид церия обладает способностью изменять свою степень окисления в зависимости от окружающих условий. Это позволяет ему адаптироваться к различным клеточным средам, усиливая антиоксидантную защиту для здоровых клеток и вызывая окислительный стресс в опухолевых.

4. Роль PQQ:
   Модификация с пирролохинолинхиноном усиливает избирательные свойства наночастиц, улучшая их антиоксидантный эффект и способность воздействовать на микросреду раковых клеток.

Прорыв в лучевой терапии

Одной из главных проблем лучевой терапии остаётся повреждение здоровых тканей. Новые наночастицы позволяют минимизировать эти риски, увеличивая эффективность лечения и снижая побочные эффекты. Это особенно важно при работе с раковыми опухолями, расположенными вблизи жизненно важных органов.

Перспективы развития

Ученые планируют продолжить исследования, протестировав наночастицы на других типах клеток. Это поможет более точно понять механизмы их действия и подготовить технологию к клиническим испытаниям. Если дальнейшие тесты подтвердят эффективность, новый подход станет важным шагом к повышению безопасности и результативности лучевой терапии.

Итог

Разработка цериевых наночастиц — это не только прорыв в лечении онкологических заболеваний, но и яркий пример того, как нанотехнологии могут менять подход к здравоохранению. Уникальная способность наночастиц избирательно защищать здоровые клетки и разрушать раковые открывает путь к созданию более безопасных и эффективных методов лечения, которые спасут миллионы жизней.

Источник: Indicator.Ru

Еще больше химических новостей

Ученые создали мембраны, способные задерживать до 99% вирусов, включая HSV-1 и VSV. Уникальная технология сочетает наночастицы серебра и куркумин, обеспечивая мощную антивирусную защиту.

Эти разработки открывают новые возможности в медицине, фильтрации воздуха и воды, а также создании защитных материалов.

В современном мире борьба с вирусами выходит за рамки медицины и проникает в сферу технологий. Исследование группы учёных открыло перспективы использования трек-оформленных мембран (мембран с трековыми порами), модифицированных наночастицами серебра (AgNPs) и куркумином, для эффективной антивирусной фильтрации.

Почему мембраны?

Микрофильтрационные мембраны давно используются для удаления бактерий и других микроорганизмов из воды и воздуха. Однако борьба с вирусами, особенно мелкими, представляет вызов. Здесь на помощь приходят трек-оформленные мембраны, которые обладают контролируемой структурой пор, позволяющей модифицировать их поверхность для улучшения характеристик.

Нанотехнологии на страже здоровья

Учёные модифицировали мембраны с использованием:

• Наночастиц серебра (AgNPs): они известны своим широким спектром антимикробного действия, включая способность блокировать вирусы на стадии прикрепления к клеткам.

• Куркумина: натурального полифенола с доказанными противовирусными, антиоксидантными и противовоспалительными свойствами.

Комбинация этих двух компонентов усиливает их взаимодействие с вирусами, препятствуя распространению возбудителей. Куркумин, благодаря своей способности связываться с белками на поверхности вирусов, блокирует их проникновение в клетки, а наночастицы серебра уничтожают оставшиеся патогены.

Результаты, которые впечатляют

Тесты показали, что такие мембраны могут задерживать до 99% вирусов VSV и 95% HSV-1. Это открытие может стать революцией в производстве защитных средств — от масок до систем фильтрации воздуха в больницах и лабораториях.

Будущее технологии

Эта разработка демонстрирует, как можно применять природные вещества в сочетании с нанотехнологиями для создания новых решений. Мембраны с серебром и куркумином не только эффективны, но и безопасны для окружающей среды при правильной утилизации.

Компания EASY следит за такими трендами и готова интегрировать инновации в свою продукцию, будь то реагенты для водоподготовки или решения для промышленности.

Заключение

Использование мембран с наночастицами серебра и куркумином — это лишь один из примеров, как наука меняет наш мир. Будущее за технологиями, которые помогают не только жить безопаснее, но и сохранять ресурсы планеты.

Источник: ScienceDirect

Еще больше химических новостей

Японские учёные сделали удивительное открытие, которое может перевернуть наше понимание биологических процессов. Они обнаружили, что всего один атом водорода способен работать как "нано-переключатель", регулирующий перенос электронов в ключевом белке ферредоксине. Это открытие не только углубляет понимание фотосинтеза и дыхания, но и открывает путь к созданию ультрачувствительных сенсоров и новых лекарств.

Хотите узнать больше о том, как работают механизмы на атомарном уровне? Следите за нашими публикациями — будущее начинается здесь и сейчас!

Наука снова удивляет! Исследователи из Японии сделали потрясающее открытие, которое может изменить наше представление о работе живых организмов и вдохновить на создание новых технологий. Они обнаружили, что всего один атом водорода способен выполнять роль своеобразного "нано-переключателя" в сложных биологических процессах.

Что это за механизм?

Главным героем исследования стал белок ферредоксин — ключевой участник окислительно-восстановительных реакций, таких как дыхание и фотосинтез. Учёные установили, что перенос электронов в этом белке регулируется наличием или отсутствием единственного атома водорода. Этот атом, находящийся в боковой цепи аминокислоты аспарагиновой кислоты (позиция 64), действует как своеобразный "тумблер", влияя на биохимию белка.

Как это было обнаружено?

Для изучения столь мелких деталей исследователи применили нейтронную дифракцию на кристаллографическом дифрактометре iBIX, способном "видеть" даже атомы водорода. Результаты этой работы были дополнены теоретическими расчётами, которые подтвердили: аспарагиновая кислота действительно контролирует перенос электронов.

Зачем это нужно?

Это открытие не только улучшает наше понимание базовых биологических процессов, но и открывает перспективы для создания новых технологий. Возможные приложения включают:

• Ультрачувствительные сенсоры для кислорода и оксида азота, которые могут быть использованы в медицине и промышленности.

• Новые лекарственные препараты, способные воздействовать на биохимические процессы с невероятной точностью.

Будущее за нанотехнологиями

Этот нано-переключатель является примером того, как природа использует минимализм для достижения максимальной эффективности. Исследование вдохновляет на разработку биомиметических технологий, которые будут использовать атомные структуры для решения сложных задач, от энергетики до медицины.

Только представьте: сенсоры, которые могут "чувствовать" молекулы, или препараты, которые воздействуют на конкретные аминокислоты в организме. Всё это становится возможным благодаря столь точным открытиям.

Научный мир уже обсуждает, как эти знания можно применить в реальных условиях. Мы, в EASY, всегда вдохновляемся такими открытиями, чтобы разрабатывать продукцию, которая делает жизнь комфортнее и безопаснее.

Источник: Phys.org

Еще больше химических новостей

Часто мотаюсь по командировкам и приходится брать средства личной гигиены (ну а кто их не берёт). И естественно хочется чтоб вещей в чемодане было поменьше. Есть в наличии такая зубная щетка, которая путешествует со мною по нашей необъятной.

Ещё помимо ежедневной чистки «бивней» время от времени необходимо удалять всякую растительность в виде волос в носу и ушах. Приходится носить с собою триммер для этих дел, который стал товарищем по путешествиям с зубной щёткой.

Собственно вопрос в следующем: может кто видел, знает, покупал или сам производит некую насадку в виде триммера (примерное фото ниже) только чтоб ее(насадку) надевать на зубную щётку.

Зачем мне это надо? Объём вещей в сумке уменьшить, и соответственно вес (хоть и чуть чуть, но всё же). Плюс убрать «геморрой» в виде зарядки этого триммера. Так как щетка всегда заряжена и готова, а эта зараза (триммер) разряжается, или вообще ломается в самый неподходящий момент.

В общем кто знает скиньте ссылку если такой аксессуар бывает вообще. А если его ещё никто не придумал, то пожалуйста начните производство и я закажу у вас пару штук.

Спасибо за внимание.

Нанотехнологии теперь могут помочь в борьбе с загрязнением окружающей среды. Новые наночастицы способны поглощать и нейтрализовать токсичные вещества, очищая воду и воздух. Это открывает новые возможности для экологически чистого будущего.

Подробности..