Имплантированное светодиодное устройство против рака | ИКТ и здоровье

Определенные типы света и светоактивируемых препаратов можно использовать для борьбы с раком. Но глубоко расположенный рак, окруженный тканями, кровью и костями, находится вне досягаемости терапевтического воздействия света. Вот почему инженеры и ученые из Университета Нотр-Дам разработали беспроводное имплантируемое светодиодное устройство. Это устройство работает с помощью светочувствительного красителя, уничтожающего раковые клетки.

Система также мобилизует реакцию иммунной системы на существующий рак. Исследование было опубликовано в Фотодиагностика и фотодинамическая терапия.

Светопоглощающие молекулы

«Одни цвета света проникают в ткани глубже, чем другие». Университет
Томас О’Салливан, старший преподаватель электротехники и соавтор статьи. Например, он говорит, что зеленый свет не проникает глубоко и, следовательно, не способен оказывать более сильный ответ на раковые клетки.

Прежде чем свет сможет эффективно уничтожить раковые клетки, клетки должны быть обработаны красителем, содержащим светопоглощающие молекулы. Когда устройство включено, краситель преобразует свет в энергию. Эта энергия делает кислород в клетках токсичным, заставляя раковые клетки восставать против самих себя.

Другие методы лечения также воздействуют на собственный кислород клеток, но с помощью этого устройства клетки также уничтожаются. Работая вместе, студентка-биохимик Хейли Сандерс и студент-электрик Сон Хун Ру заметили, что обработанные клетки опухли. По мнению исследователей, это особенность одного из видов клеточной гибели — плоскоклеточного воспаления, которое особенно хорошо стимулирует иммунный ответ.

Цепная реакция

Цель исследователей — вызвать гибель небольшого количества клеток перицитов, что затем стимулирует иммунную систему атаковать рак. В будущих исследованиях устройство будет использоваться на мышах, чтобы выяснить, вызывает ли летальная реакция рака, начинающаяся в одной опухоли, иммунную систему для атаки на другие раковые опухоли.

О’Салливан отметил, что устройство размером с рисовое зернышко можно вводить непосредственно в раковую опухоль и активировать дистанционно с помощью внешней антенны. Цель состоит в том, чтобы использовать устройство не только для проведения лечения, но и для мониторинга реакции опухоли, при необходимости регулируя мощность и время сигнала.

Больше исследовательских проектов

Это исследование было одним из четырех проектов, финансируемых за счет первых грантов трансдисциплинарных трансляционных исследований (STIR). Эти гранты, запущенные Научным колледжем Нотр-Дама и Инженерным колледжем в 2023 году, направлены на продвижение научных и инженерных исследовательских проектов в области здоровья человека, окружающей среды и информационных технологий.

В марте этого года было объявлено, что UMC Utrecht инициировала новое исследование по дальнейшей разработке MR-Linac. Это мощное технологическое достижение, сочетающее в себе МРТ-сканер и радиационную машину. Проект, поддерживаемый грантом NWO в размере 1,7 миллиона евро, направлен на более короткие и целенаправленные процедуры продолжительностью всего 15 минут. Исследование сосредоточено на лечении онкологических заболеваний в режиме реального времени, что делает лечение не только более эффективным, но и менее стрессовым.