В основе целого ряда методик борьбы с раком лежит повышение уровня активных форм кислорода, что приводит к гибели раковых клеток.
Активные формы кислорода играют важную роль в регуляции естественных клеточных процессов, включая пролиферацию развивающихся клеток, дифференцировку, гибель клеток и механизмы иммунной защиты, а также пластичность клеток.
При этом уровень активных форм кислорода в раковых клетках и так высок из-за укоренного метаболизма и нарушений в работе митохондрий. Поскольку избыточное содержание активных форм кислорода может вызывать апоптоз клеток, эти соединения могут использоваться для уничтожения раковых опухолей.
Увеличить их концентрацию в раковых клетках можно как с помощью препаратов, так и посредством устройств, генерирующих электромагнитное поле.
Шашанк Хамбард и его коллеги в области нейрохирургии разработали онкомагнитное устройство, которое позволяет точно настраивать все физические параметры вращающихся осциллирующих магнитных полей. В итоге удается достичь оптимального повышения уровня активных форм кислорода в опухоли.
Исследователи изучили, как влияет изменение физических параметров вращающихся осциллирующих магнитных полей на глиобластому, полученную от пациента, и на диффузные собственные клетки понтинной глиомы. Для этого были созданы активные компоненты устройства – онкосилляторы.
Взаимодействие магнитных полей слабой и средней напряженности с механизмом пар радикалов в митохондриальной цепи переноса электронов нарушало процесс переноса электронов с образованием супероксида.
Этот механизм ученые воспроизвели с помощью экспериментальной установки. Онкосиллатор значительно повышал концентрацию активных форм кислорода в микроокружении для всех типов раковых клеткок.
В перспективе ученые надеются создать портативное устройство, осциллирующее магнитные поля для избирательного воздействия на раковые опухоли.
Shashank Hambarde et al, Spinning magnetic field patterns that cause oncolysis by oxidative stress in glioma cells, Scientific Reports (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-46758-w
