Дослідники з МГУ імені М. В. Ломоносова спільно з колегами з Йенского університету Фрідріха Шиллера (Friedrich-Schiller-Universität Jena) і Йенского інституту фотонних технологій (IPHT) зуміли довести застосовність кремнієвих наночасток для діагностики та лікування раку. Науковці вперше продемонстрували їх здатність ефективно проникати в хворі клітини і, випустивши укладену в них ліки, швидко розкладатися, що не накопичуючись в організмі.
"Все тому, що наночастинки золота, срібла, оксиду титану, селеніду кадмію і безліч інших фактично з організму не виводяться, - пояснює Осминкина. - При попаданні в кровотік вони застрягають у внутрішніх органах і через деякий час починають завдавати шкоди організму за рахунок пролонгованих токсичних ефектів ".
Працювати вона поїхала в ієну, в Інститут фотонних технологій. Особливу увагу молодої співробітниці МГУ привернула раманівська мікроспектроскопія. В її основі лежить здатність молекул до так званого непружному розсіювання монохроматичного світла, яке супроводжується зміною їх внутрішнього стану і, відповідно, зміною частоти випромінюваних у відповідь фотонів (елементарних частинок світла).
Цей вид спектроскопії відрізняє відносна простота і велика кількість одержуваної інформації - досить освітити речовина лазером і проаналізувати спектр отриманого випромінювання. З її допомогою вчені сканували вміст живої клітини і, порівнюючи отримані спектри, вибудовували картину того, що і де в ній знаходиться.
"Ця методика дозволяла не тільки визначити місцезнаходження наночастинки в клітці (сигнали від кремнію і компонентів клітини знаходяться на різних частотах), а й спостерігати за процесом її розпаду. Останнє стало можливо тому, що, як уже було відомо, раманівське спектр від кремнієвої наночастинки залежить від її розміру - чим вона менша, тим він стає ширше і зсувається в бік більш низьких частот ", - говорить учений.
Осминкина виігрила ще один грант DAAD-МГУ - тепер на реалізацію своєї нової ідеї. Суть нового дослідження Осминкина і її колег зводилася до того, що в клітини раку молочної залози впроваджувалися кремнієві наночастинки розміром 100 нанометрів і потім, зокрема, за допомогою раманівського мікроспектрометра вчені спостерігали за тим, що відбувається в клітинах протягом різного часу: від п'яти годин до 13 діб . За раманівське спектрами і відновленим з них зображень частинок і клітин вони побачили, як в перші пять-девять годин наночастинки локалізуються на клітинних мембранах, за наступну добу проникають всередину клітини і потім починають біодеградіровать, про що свідчило зменшення амплітуди сигналу, розширення спектра і поява піка від аморфної фази кремнію. На 13-у добу наночастинки повністю розчиняються і сигнал пропадає.
"Таким чином, - говорить Осминкина, - ми вперше довели, що пористі кремнієві наночастинки можуть служити абсолютно нешкідливим для організму агентом для тераностікі багатьох онкологічних захворювань. Вони не тільки легко проникають в хвору клітину, але, якщо їх наситити через пори ліками, можуть випускати його в ній в процесі свого розпаду. Вважаю, що результати нашої роботи мають величезне значення в перспективі створення ліків на основі біосумісних і біодеградіруемих наночастинок кремнію ".