Плазма против рака: неожиданное открытие

Немецкие учёные из Института плазменных исследований Лейбница изучили как холодная плазма убивает опухоли. Оказалось, что перекись водорода тут почти ни при чём — главную работу делают короткоживущие молекулы, которые существуют всего миллисекунды.

Холодная плазма — это ионизированный газ комнатной температуры. При контакте с тканью он генерирует целый коктейль химически активных молекул. Проблема в том, что никто толком не понимал, какие именно молекулы проникают вглубь опухоли и убивают раковые клетки. В обычных лабораторных тестах клетки плавают в жидкости, которая искажает всю химию процесса.

Лия Мибах с коллегами создали трёхмерные модели опухолей из гидрогелей. По сути, искусственная ткань, которая имитирует настоящую опухоль поджелудочной железы. В эти модели встроили флуоресцентные датчики — они светятся при контакте с разными типами молекул. Затем обстреляли модели плазмой и проследили, кто как глубоко проникает.

Сюрприз номер один: пероксинитрит — молекула, которая живёт доли секунды — проникает на несколько миллиметров вглубь ткани. Для сравнения, это примерно как толщина кожи человека. Молекула исчезает почти мгновенно, но успевает пробраться довольно далеко.

Сюрприз номер два произошёл, когда добавили каталазу — фермент, который моментально разрушает перекись водорода. В обычных лабораторных тестах это полностью блокирует эффект плазмы. Но в трёхмерных моделях... раковые клетки продолжали умирать как ни в чём не бывало. Перекись водорода оказалась не при делах.

Исследователи проверили это на опухолевых сфероидах — шариках из раковых клеток, которые растут как настоящие микроопухоли. Потом на куриных эмбрионах с привитыми человеческими опухолями. Наконец, на образцах опухолей мышей. Везде одна картина: каталаза не спасает раковые клетки от плазмы.

Профессор Зандер Бекешус, руководитель программы плазменной медицины, объясняет значение открытия: теперь понятно, на какие молекулы делать ставку. Можно оптимизировать плазменные устройства под конкретные типы рака. Чем точнее настройка, тем эффективнее терапия.

Особенно интересна идея использовать плазму во время операций. Хирург удаляет опухоль, а потом обрабатывает края раны плазмой — чтобы добить раковые клетки, которые могли остаться. В эксперименте создали модель хирургической раны в геле с опухолевыми клетками по краям. Плазма уничтожила клетки, которые уже начали расползаться в окружающую ткань — именно они чаще всего дают рецидивы.

Теперь, когда стало понятно, какие именно молекулы убивают рак, можно создавать специализированные устройства. Более мощные, более точные, более эффективные.

Источник