Углеродные нанотрубки как многофункциональные биологические транспортеры и агенты ближнего инфракрасного диапазона для селективного уничтожения раковых клеток

Известно, что биологические системы обладают высокой прозрачностью для ближнего инфракрасного (БИК) излучения с длинами волн 700–1100 нм. В настоящей работе показано, что сильное оптическое поглощение одностенных углеродных нанотрубок (SWNT) в этом особом спектральном диапазоне — внутренне присущее свойство SWNT — может использоваться для оптической стимуляции нанотрубок внутри живых клеток, обеспечивая создание многофункциональных биологических транспортеров на основе нанотрубок. Для олигонуклеотидов, доставляемых нанотрубками внутрь живых клеток, разрыв эндосом, вызванный импульсами лазерного излучения в БИК-диапазоне, обеспечивает транслокацию олигонуклеотидов в ядро клетки. Непрерывное БИК-излучение может вызывать гибель клеток вследствие чрезмерного локального нагревания SWNT in vitro. Селективного уничтожения раковых клеток можно достичь путем функционализации SWNT фолатным фрагментом, избирательной интернализации SWNT в клетки, маркированные опухолевыми маркерами фолатного рецептора, и индукции гибели клеток БИК-излучением без повреждения нормальных клеток, лишенных этого рецептора. Таким образом, транспортные возможности углеродных нанотрубок в сочетании с подходящей химией функционализации и их внутренними оптическими свойствами могут привести к созданию новых классов наноматериалов для доставки лекарственных средств и терапии рака.