Des scientifiques russes ont découvert que le revêtement de nanoparticules magnétiques avec un revêtement de coquille de silice non magnétique réduisait considérablement la viabilité des cellules cancéreuses dans un champ magnétique alternatif à basse fréquence. Le revêtement augmente la stabilité des nanoparticules, empêcher l'agrégation dans les endosomes et les garder comme des actionneurs magnéto-mécaniques efficaces dans un champ magnétique alternatif à basse fréquence. L'étude a été publiée dans Colloïdes et surfaces B :Biointerfaces.

Les nanomatériaux magnétiques biocompatibles ont été intensivement étudiés pour diverses applications en biomédecine. Ils peuvent être contrôlés à distance par un champ magnétique externe, ce qui permet d'affecter spécifiquement les molécules cibles au niveau moléculaire.

La cytotoxicité des nanoparticules magnétiques dépend des paramètres du champ magnétique agissant, dont les plus importants sont l'amplitude du champ magnétique, la fréquence, et la durée d'action. Dans un champ magnétique alternatif à basse fréquence, ils tournent, causant des dommages mécaniques aux cellules.

Les scientifiques de NUST MISIS, M.V. Université d'État Lomonossov de Moscou, Centre national de recherche médicale V. Serbsky pour la psychiatrie et la narcologie, Université médicale d'État de Sibérie, Université nationale de recherche polytechnique de Tomsk, Skoltech, D.I. L'Université de technologie chimique Mendeleev de Russie et l'Université nationale de recherche médicale russe N.I Pirogov ont découvert qu'une couche de coque non magnétique augmente considérablement la cytotoxicité des nanoparticules magnétiques. Deux types de nanoparticules d'oxyde de fer avec le même noyau magnétique avec et sans coques de silice ont été synthétisés. Les nanoparticules avec des coquilles de silice ont considérablement diminué la viabilité des cellules cancéreuses de la prostate humaine dans un champ magnétique alternatif à basse fréquence selon le test de cytotoxicité, contrairement aux nanoparticules non enrobées.

L'étude a montré que la mort cellulaire résulte de la défaillance de l'intégrité de la membrane intracellulaire, et la concentration en ions calcium augmente avec la nécrose subséquente. Des images de microscopie électronique à transmission et de diffusion dynamique de la lumière ont montré que les nanoparticules non enrobées sont gravées par des milieux acides dans l'endosome et forment des agrégats. Par conséquent, ils rencontrent une viscosité macromoléculaire endosomale élevée et deviennent incapables de tourner efficacement.

Les scientifiques supposent qu'une rotation efficace des nanoparticules provoque la mort cellulaire dans un champ magnétique alternatif à basse fréquence. À son tour, le revêtement de coquille de silice augmente la stabilité des nanoparticules, prévenir l'agrégation dans les endosomes.

« Nos financements ont une valeur à la fois théorique et pratique. Nous avons découvert que la phase non magnétique augmente la stabilité colloïdale des nanoparticules, étant ainsi la clé de leur actionnement magnéto-mécanique efficace. Ceci est important pour la compréhension fondamentale du mécanisme d'actionnement magnéto-mécanique et quelles devraient être les caractéristiques structurelles des nanoparticules afin de maximiser leur cytotoxicité. D'autre part, nous avons montré que nos nanoparticules fonctionnent, ils provoquent la mort cellulaire. La prochaine étape serait de tester leur efficacité in vivo, " a noté Artyom Ilyasov, NUST MISIS Laboratoire de Nanomatériaux Biomédicaux.