Результаты лабораторных исследований, свидетельствующие о том, что холодная плазма может остановить рост раковых клеток, дали надежду на то, что в один прекрасный день ее можно будет использовать для лечения болезни у людей, но ученые сначала должны понять, как это происходит.
Плазма представляет собой ионизированный газ, который несет электрический заряд после потери некоторых своих электронов теплом или электромагнитным полем. В тепловой плазме, например, обнаруженной на поверхности солнца или в сварочной горелке, большинство частиц ионизируются, а температуры могут достигать опасных уровней.
В холодной плазме, наоборот, только несколько из частиц ионизируются, в результате чего она поддерживает температуру около 25-37 ° С - между комнатной температурой и температурой тела. Это делает его кандидатом для использования в медицинских приложениях.
В 2007 году ученые обнаружили, что плазму можно использовать для уничтожения клеток меланомы, и с тех пор в ряде исследований изучается ее применение в других типах рака, таких как рак мозга, груди, легких и шейки матки. Как и способность избирательно убивать раковые клетки, холодная плазма повышает чувствительность клеток к химиотерапии и иммунотерапии.
Как и почему это можно сделать, это еще не полностью понято. Однако это могло бы иметь какое-то отношение к свойствам ионов плазмы, электронов и других молекул, которые все вместе известны как виды, которые взаимодействуют с раковой клеточной мембраной или другими молекулами в раковых клетках.
«Плазма создает коктейль из реакционноспособных видов, таких как электроны, ионы и радикалы, помимо молекул нейтрального газа, что делает его полезным для различных применений», - сказал профессор Аннеми Богартс, специалист по плазме в Университете Антверпена в Бельгии.
«Считается, что реактивные виды кислорода и азота, вырабатываемые (с использованием холодной плазмы), ответственны за биологические эффекты для клеток и важны для лечения рака», - сказала она.
Невыносимое напряжение
Раковые клетки имеют более высокие уровни реакционноспособных видов кислорода в отличие от нормальных клеток, поэтому, когда их атакуют дополнительные реактивные кислородные виды плазмы, они страдают от невыносимого стресса, который вызывает гибель клеток, говорит профессор Богартс.
Она и доктор Панкай Аттри, также в Антверпенском университете, пытаются лучше понять холодную плазму и ее взаимодействие с раковыми клетками, чтобы разработать безопасный метод лечения в рамках проекта под названием Anticancer-PAM.
Помимо прямого применения плазмы на раковые клетки, холодную плазму можно также использовать для активации жидкой среды, такой как вода, которая затем известна как среда, активируемая плазмой (PAM).
Anticancer-PAM нацелен на измерение прямых эффектов такой среды на раковые клетки с использованием так называемого белка модели каталазы. Это означает, что ферментативная каталаза, продуцируемая клетками, защищает их от значительного повреждения, известного как окислительный стресс. Используя белок модели каталазы, команда сможет выявить, как работает активированная плазмой среда и как именно каталаза воздействует на холодную плазму.
В частности, команда будет проводить эксперименты и разрабатывать компьютерную модель для понимания свойств среды и взаимодействия плазмы и жидкости, а также того, какие виды, созданные в жидкости, важны для лечения рака.
«Плазменно-активированные среды, также называемые плазменными растворами, по-видимому, имеют аналогичный противораковый потенциал, как прямое плазменное лечение, и могут применяться в более общем плане, как в опухолях внутри организма», - сказала она.
Жидкость, активированная плазмой, более подходит для использования в организме, чем прямое плазменное лечение, поскольку она может быть сделана вне клиники, хранится как лекарство и применяется путем непосредственного введения ее в ткань пациента, объясняет профессор Богартс. Напротив, прямое лечение плазмой требует стандартизованного источника плазмы и его труднее использовать внутри тела, и оно будет ограничено применением во время операции или для лечения рака кожи и ран.
Профессор Богартс говорит, что результаты выглядят многообещающими. После того, как мышь плацебо-обработали, команда обнаружила, что опухоли рака легкого, устойчивые к химиотерапии, уменьшились в размерах, как и существующие методы лечения, но без каких-либо побочных эффектов. «Это может быть важно для практического применения плазменных препаратов для лечения рака», - сказал профессор Богартс.
Реагирующие виды, обнаруженные в плазме, дают ему антибактериальные и антивирусные способности, а это значит, что он рассматривается как лечение в других областях.
В рамках проекта под названием LTPAM проф. Богартс работает с доктором Юрием Горбаневым, чтобы исследовать химию за тем, как плазменная струя активирует жидкость в среде, активируемой плазмой. Цель состоит не только в том, чтобы лучше понять антираковые свойства холодной плазмы, но и исследовать ее потенциал в других медицинских применениях, таких как заживление ран, лечение зубов и дезинфекция.
В частности, команда изучает конкретный источник плазмы, называемый плазменной струей RF COST, и пытается найти важные реактивные виды, произведенные и создаваемые ими струей или внутри жидкости.
В то время как плазма, по-видимому, обещает множество непосредственных биомедицинских приложений, профессор Богартс отмечает, что еще больше исследований необходимо для понимания плазмы в биомедицине, чтобы гарантировать безопасное применение.
«Исследование плазмы для лечения рака началось около десяти лет назад, поэтому оно все еще находится на ранней стадии, и необходимы более фундаментальные исследования», - сказала она.
Доктор Карстен Маренхольц, который разработал холодную плазменную повязку для лечения хронических ран в COLDPLASMATECH в Германии, соглашается. «Хотя исследования показали, что раковые клетки умирают быстрее, чем обычные клетки с холодной плазмой, это все еще находится на очень ранних стадиях, поэтому мы должны быть скромными в отношении того, действительно ли холодная плазма может лечить рак», - сказал он.
Он также говорит, что он видит, что лечение рака потенциально воздействует на поверхность или в сочетании с другими процедурами, такими как операция или химиотерапия. Он добавил: «Тем не менее, с научной точки зрения, это интересная область, и я надеюсь, что когда-нибудь мы сможем помочь больным раком, не выходя за рамки паллиативной помощи с этой многообещающей новой технологией».
Источник: https://medicalxpress.com/news/2018-07-liquid-plasma-anti-cancer-properties.html