Магнитные наночастицы могут помочь врачам обнаруживать и лечить внематочную беременность после успешного воздействия на ткани, связанные с беременностью, у мышей.

Если оплодотворенная яйцеклетка имплантируется в фаллопиеву трубу, а не в матку, растущая беременность может привести к разрыву трубы и вызвать опасное для жизни кровотечение. Около 98% таких аномальных имплантаций происходят в фаллопиевых трубах, поэтому раннее выявление и лечение имеют решающее значение.

Это состояние, известное как внематочная беременность, возникает, когда оплодотворенная яйцеклетка имплантируется не в матку, а в другое место. Такие беременности не могут развиваться нормально и остаются основной причиной материнской смертности в первом триместре.

Внематочная беременность является причиной примерно 2 % беременностей в США и от 1 % до 2 % беременностей во всем мире. В США это примерно 100 000 случаев в год. За последние шесть лет около 30 женщин ежегодно умирали от внематочной беременности.

Диагностика и лечение остаются проблематичными

Раннее выявление внематочной беременности может быть затруднительным, поскольку при использовании трансвагинального УЗИ, стандартного метода диагностики, вероятность ошибочного диагноза составляет около 10 %. Лечение может привести к еще большей неопределенности, поскольку метотрексат, основной препарат для прерывания внематочной беременности, имеет еще более высокий процент неэффективности.

«Существующие методы — попытка диагностики с помощью УЗИ, лечение метотрексатом и, при необходимости, хирургическое вмешательство — сопряжены с риском разрыва маточных труб и снижения фертильности», — говорит Елена Таратула из Фармацевтического колледжа Орегонского государственного университета. «Кроме того, повышается риск повторной внематочной беременности — вероятность второй внематочной беременности у женщины, перенесшей одну внематочную беременность, на 10% выше».

По словам Таратулы, метотрексат останавливает деление эмбриональных клеток, но даже если препарат успешно прерывает внематочную беременность, пациентки могут испытывать тошноту, рвоту, диарею, повышение уровня печёночных ферментов, повреждение почек и заболевания лёгких.

Наночастицы нацелены на плаценту

Таратула, постдокторант Картикраджа Дурайсами и их коллеги из Орегонского государственного университета и Орегонского университета науки и здравоохранения разработали систему наночастиц, предназначенную как для диагностики, так и для лечения. В ходе испытаний на беременных мышах был использован подход с применением специально разработанных наночастиц оксида железа, легированного кобальтом, которые могут помочь обнаружить ткани, связанные с беременностью, а затем, при необходимости, разрушить их с помощью контролируемого нагрева.

После внутривенного введения наночастицы накапливались в плаценте — органе, который питает плод через пуповину. Наночастицы могут быть размером всего в одну миллиардную метра, что позволяет искусственно созданным частицам циркулировать по организму и концентрироваться в тканях, на которые направлено воздействие.

«Эффективное обнаружение растущей плаценты значительно повышает точность и своевременность выявления внематочной беременности», — говорит Елена Таратула.

Как только в плаценте накапливается достаточное количество наночастиц, исследователи могут визуализировать орган с помощью магнитно-резонансной томографии. У человека тот же принцип позволяет определить, развивается ли плацента в матке или там, где ее быть не должно. Если плацента расположена правильно, частицы не повлияют на эмбрион, поскольку не проникают через плацентарный барьер.

Магнитное нагревание щадит ткани матки

Если бы плацента располагалась в фаллопиевой трубе или в другом неподходящем месте, те же частицы потенциально могли бы стать средством лечения. Под воздействием переменного магнитного поля наночастицы нагреваются, что позволяет им необратимо нарушить функцию плаценты без инвазивной хирургической процедуры.

«Мы разработали магнитную наноплатформу под контролем МРТ для локальной гипертермии тканей, связанных с беременностью, при температуре не выше 45 градусов по Цельсию, — сказал Дурайсами. — У беременных мышей она избирательно разрушала плодные пузыри, сохраняя при этом окружающие ткани матки и фертильность, что подтверждает ее потенциал как минимально инвазивного метода лечения внематочной беременности».

При температуре до 45 градусов по Цельсию, или около 113 градусов по Фаренгейту, локальное нагревание разрушало эмбрионы мышей, не повреждая окружающие ткани матки. Исследователи сообщили, что фертильность при этом сохраняется.

Работа пока находится на стадии тестирования на животных, и, по словам исследователей, потребуются дополнительные исследования, прежде чем эту технологию можно будет применять на людях.

«Наша главная цель в этом исследовании состояла в том, чтобы оценить способность наших наночастиц выявлять и визуализировать развивающуюся плаценту, а также продемонстрировать их возможности в области магнитной гипертермии», — добавил Таратула. «Эти результаты весьма многообещающие. В ближайшие годы нам нужно будет проверить полученные данные на других животных моделях, чтобы в дальнейшем продвигать применение этой технологии».