Химические соединения теперь могут не просто окрашивать, а буквально подсвечивать опухолевые клетки, облегчая их обнаружение и лечение. Это доказали ученые Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН.
Вместе с коллегами из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова Южно-Уральского государственного университета они разработали новый класс D-A-D-красителей, способных фосфоресциировать в диапазоне 900-1110 нанометров. Важность работы в том, что такие длинноволновые люминофоры позволяют не только точно выявлять опухолевые клетки, но и снижать негативное воздействие на организм, сообщила пресс-служба ИОХ РАН.
Люминофоры — вещества, которые способны поглощать энергию и затем испускать свет. Этот феномен широко используется в современных технологиях, от приборов ночного видения до сенсоров и устройств для обработки изображений. Однако в онкологии люминофоры приобретают совершенно новую ценность. Они могут служить «маяками» для врачей, подсказывая, где находятся нездоровые клетки, и позволяя целенаправленно воздействовать на них.
Сотрудники Лаборатории полисераазотистых гетероциклических соединений с коллегами планируют создать красители, которые не только светятся, но и обладают минимальной цитотоксичностью. Это критически важно, поскольку нагрузка на организм онкобольного и так высока. Новые люминофоры должны быть безопасны для здоровых клеток, оставляя заботу о больных клетках на усмотрение врачей.
Ученые разработали D-A-D-красители, содержащие фрагменты-доноры и акцепторные части. Важным аспектом их работы является внедрение дополнительных ароматических колец, таких как фенил и тиофен, что позволяет улучшить электронный переход внутри молекул. Эта структура не только повышает эффективность красителей, но и делает их устойчивыми к правилам, известным в физике, как правило Каши, которое ограничивает спектр излучения.
Химики синтезировали новые красители, которые стабильно фосфоресциируют в диапазоне от 900 до 1100 нанометров. Это открытие позволяет использовать красители для маркировки опухолевых клеток, что является важным шагом к более точной и безопасной терапии. В качестве акцепторной части впервые использовался 1,2,5-селенодиазоло[3,4-d]пиридазин, а роли доноров сыграли молекулы карбазола и производные дегидроиндолов.
Эксперименты по тестированию цитотоксичности красителей проводились на клетках инфузории туфельки (Paramecium caudatum). Результаты показали, что клетки не испытывают вредных воздействий от нового вещества, что вселяет надежду на его безопасность для людей.
По словам ученых, такие люминофоры не просто помогают визуализировать опухолевые клетки, но также могут быть использованы в сочетании с лазерной, радиационной и химической терапией для целенаправленного воздействия на рак. Эта многоуровневая стратегия лечения позволит более эффективно управлять заболеванием и минимизировать побочные эффекты.
Исследование опубликовано в научном издании Journal of Materials Chemistry C.
