Новый наноматериал может улавливать «бродячие» молекулы химиотерапевтических средств до того, как они повредят здоровые ткани. Таким образом, это дает надежду на уменьшение побочных эффектов химиотерапии как во время, так и после лечения. Основным компонентом наноматериала являются «волосатые» нанокристаллы целлюлозы. Его создатели уверяют, что 1 грамм таких кристаллов может захватить более 6 граммов широко используемого химиотерапевтического средства доксорубицина (ДОКС). Таким образом, он в 320 раз более эффективен, чем предыдущие альтернативы на основе ДНК.
Применение противораковых препаратов имеет ряд побочных эффектов, таких как выпадение волос, развитие анемии и желтухи. Ученые пытаются минимизировать эти эффекты, ища способ снизить концентрацию химиотерапевтических средств, циркулирующих в крови. Предлагаемые решения включают, например, использование катетеров со специальными смолами или введение в организм магнитных наночастиц, покрытых ДНК.
Однако эти методы не лишены недостатков. Внешние устройства, такие как катетеры, не только большие, но и могут удалить небольшое количество DOX, всего несколько микрограммов на каждый миллиграмм абсорбента, за считанные минуты. Для удаления физиологически значимого количества ДОКС потребовался бы катетер длиной до 50 см, что было бы очень неудобно для пациентов. Поэтому хорошей альтернативой являются электрически заряженные наночастицы, которые в крови сочетаются с химиотерапевтическими агентами. Проблема, однако, в том, что кровь представляет собой сложную жидкость, в которой наночастицы могут быстро потерять свой заряд.
Исследователи из Университета штата Пенсильвания объявили о решении этой проблемы. Ученые под руководством профессора Амира Шейхи разбили волокна целлюлозы на нанокристаллы, а затем поместили их между неупорядоченными кусочками целлюлозы. Эти целлюлозные «волоски» на самом деле представляют собой агломераты биополимеров. Они значительно усиливают способность кристаллов внутри них связываться с лекарствами. В ходе экспериментов ученые установили, что 1 грамм таких нанокристаллов может связать с сывороткой более 6 граммов ДОКС. Более того, оказалось, что вся структура не теряет своих свойств при контакте с кровью, не повреждает эритроциты и не влияет на развитие клеток.