Міжнародна група дослідників представила перспективний підхід до лікування онкологічних захворювань, який може стати менш травматичною альтернативою хірургічним операціям і променевій терапії. Нова технологія дозволила усунути дві головні перешкоди, що роками заважали широкому застосуванню фототермічної терапії.
Фототермічна терапія працює за простим принципом: спеціальні наночастинки накопичуються в пухлині, після чого їх опромінюють інфрачервоним лазером. Поглинаючи світло, вони нагріваються та руйнують ракові клітини. Проте досі цей метод мав два серйозні недоліки. По-перше, імунна система швидко виявляла наночастинки та виводила їх із крові. По-друге, лазерне випромінювання втрачало значну частину енергії, проходячи крізь здорові тканини, що ускладнювало лікування глибоко розташованих пухлин.
Дослідники з Університету Тохоку разом із партнерами використали систему штучного інтелекту AlphaFold, щоб створити новий біорозкладний білок IDP1 на основі людського сироваткового альбуміну. Завдяки цьому наночастинки стали значно менш помітними для імунної системи.
Під час експериментів на мишах такі наночастинки залишалися в кровотоці понад у чотири рази довше, ніж традиційні аналоги з поліетиленгліколем — приблизно 150 хвилин проти менш ніж 18. Це дозволило їм ефективніше накопичуватися в пухлинах і майже не потрапляти до здорових органів.
Ще одним важливим досягненням стала розробка надтонкого ендоскопа, який можна вводити безпосередньо в пухлину через стандартну медичну голку. Усередині нього розміщене оптичне волокно, що доставляє лазерне випромінювання прямо до новоутворення.
Такий підхід усуває втрати енергії, які виникають під час проходження лазера крізь шкіру та інші тканини. У результаті для нагрівання пухлини знадобилося майже на 30% менше потужності лазера, що також знизило ризик пошкодження здорових тканин. Крім того, ендоскоп оснащений системою флуоресцентної візуалізації, яка допомагає лікарям точно визначити розташування пухлини перед початком процедури.
Результати дослідів виявилися дуже обнадійливими. У мишей із раком товстої кишки після одного введення наночастинок і лише одного сеансу лазерної терапії пухлини повністю зникали протягом двох тижнів. Протягом наступних 40 днів спостережень рецидивів не зафіксували, а також не виявили серйозних побічних ефектів.
Науковці вважають, що створений за допомогою штучного інтелекту білок може знайти застосування не лише в онкології. Він потенційно здатний збільшувати час перебування в організмі різних лікарських препаратів, підвищуючи ефективність терапії.
Наступним етапом стане перевірка безпечності технології перед початком клінічних випробувань за участю людей. Також дослідники планують протестувати метод при лікуванні інших видів раку, зокрема пухлин стравоходу, підшлункової залози та голови й шиї, до яких можна дістатися за допомогою ендоскопа.
Якщо подальші випробування підтвердять нинішні результати, нова технологія може відкрити шлях до більш точного, менш інвазивного та безпечнішого лікування онкологічних захворювань.