Лучевая терапия используется для радикального и паллиативного лечения широкого спектра новообразований, а также заболеваний неопухолевой природы. Однако несмотря на интенсивное развитие этого метода, все еще существует значительный потенциал для повышения эффективности лучевого лечения: радиорезистентность некоторых видов опухолей и дозовая нагрузка на окружающие нормальные ткани могут существенно ограничивать применение лучевой терапии. Добиться увеличения эффективности облучения позволяют различные способы модификации радиочувствительности клеток, в частности, использование химических радиомодификаторов (в первую очередь радиосенсибилизаторов).

В последнее время внимание в этом качестве привлекают продукты нанотехнологий. Так, многообещающим классом противоопухолевых радиосенсибилизаторов являются наночастицы, содержащие в своем составе элементы с высоким относительно мягких биологических тканей атомным номером. В качестве примера можно привести металлические наночастицы на основе серебра или платины, а также частицы более сложных составов, например оксидов металлов (HfO2, Bi2O3 и другие). Однако благодаря своим физико-химическим свойствам, контролируемой биосовместимости, низкой токсичности, широким возможностям синтеза и модификации функционального дизайна, наиболее привлекательными и широко изучаемыми являются наночастицы золота.

В настоящем сообщении резюмированы основные результаты исследования возможностей усиления воздействия ионизирующего излучения на биологические объекты с использованием золотых наночастиц. В частности, предложены принципы подбора оптимальных параметров наночастиц под заданные условия облучения. Продемонстрированы экспериментальные результаты исследования радиосенсибилизирующего действия наночастиц золота на различных биологических системах: растворах биомакромолекул, культурах опухолевых клеток и лабораторных животных с перевиваемыми опухолями. Полученные данные свидетельствуют, что препараты на основе наночастиц золота могут быть весьма привлекательны для использования в комбинации с лучевой терапией для ряда онкологических заболеваний. Кроме того, впервые показано, что сочетанное использование наночастиц золота и рентгеновского облучения позволяет значительно повысить эффективность инактивации вирусных частиц, что также весьма перспективно для задач радиационной стерилизации и обработки.

Nowadays, radiation therapy is used for radical and palliative treatment of a wide range of neoplasms, as well as of the non-tumor nature diseases. However, despite the intensive development of this method, there is still a significant potential for increasing the efficacy of radiation therapy: the radioresistance of several tumors and the dose load on surrounding normal tissues can significantly limit the application of radiation therapy.

So, various methods of modifying the radiosensitivity of the cells, in particular, the use of chemical radiomodifiers (primarily radiosensitizers), may be used to increase the efficacy of radiation treatment. Recently, some products of nanotechnology have attracted a lot of attention in this capacity. For example, nanoparticles containing the chemical elements with a much higher atomic number relative to soft biological tissues are a promising class of antitumor radiosensitizers (e.g., metal nanoparticles based on silver or platinum, as well as particles of more complex compositions, such as metal oxides - HfO2, Bi2O3, etc.). However, he most attractive and widely studied are gold nanoparticles due to their outstanding physico-chemical properties, controlled biocompatibility, low toxicity, and wide possibilities of synthesis and modification of functional design.

This report summarizes the main results of studying the possibilities of the enhancement the effect of radiation exposure of the biological objects using gold nanoparticles. In particular, the principles of the selection of the optimal combinations of nanoparticle parameters for given irradiation conditions are proposed. Also, we demonstrate the experimental results of the study of the radiosensitization effect of gold nanoparticles in various biological systems: solutions of biomacromolecules, tumor cell cultures, and tumor-bearing laboratory animals. These data indicate that preparations based on gold nanoparticles can be very attractive for use in combination with radiation therapy for a number of oncological diseases. In addition, we show for the first time that the combined use of gold nanoparticles and X-ray irradiation can significantly increase the efficiency of inactivation of viral particle, which is also very promising for the issue of radiation sterilization and processing.