Kræft: målrettede tumorer med mikrobølgeaktiverede nanopartikler viser løfte


Kræft: målrettede tumorer med mikrobølgeaktiverede nanopartikler viser løfte

Potentialet for fotodynamisk terapi til behandling af kræft er begrænset af, at lyset ikke kan trænge dybt inde i vævet. Nu kan en ny tilgang, der bruger mikrobølger til at aktivere nanopartikler, overvinde dette problem og viser løfte som en måde til sikkert at dræbe kræftceller i dybt beliggende tumorer.

Den nye undersøgelse viser, at ved at bruge mikrobølger er det muligt at aktivere nanopartikler for at dræbe kræftceller i dybt beliggende tumorer uden at skade sundt væv.

Nanopartikler er små partikler - mellem 1-100 nm - der har usædvanlige egenskaber sammenlignet med samme stof i større målestok. Disse usædvanlige egenskaber og deres lille størrelse - der omfatter kun et par hundrede atomer - gør dem nyttige til at arbejde på det cellulære og subcellulære niveau i biologi.

I et papir udgivet i Journal of Biomedical Nanotechnology Fysikere ved University of Texas at Arlington (UTA) beskriver, hvordan de ved hjælp af mikrobølger aktiverede lysfølsomme nanopartikler for at frembringe en stærkt reaktiv form for ilt for at dræbe celler i faste tumorer.

Lederforfatter Wei Chen, professor i fysik ved UTA, siger ved hjælp af mikrobølger, at deres tilgang kunne bruges til at målrette dybt beliggende tumorer i alle typer væv.

Fotodynamisk terapi dræber kræftceller ved hjælp af lys for at aktivere nanopartikler indsat i tumorvæv.

Hver aktiveret nanopartikel genererer et singlet oxygenmolekyle - en stærkt reaktiv version af ilt, der beskadiger celle mitokondrier, de rum inde i celler, der producerer den energi, cellen har brug for. Til sidst fører dette til celledød.

Nuværende behandlinger baseret på fotodynamisk terapi anvender synligt, ultraviolet eller nær infrarødt lys. Ved disse bølgelængder kan elektromagnetisk stråling ikke trænge ind dybt inde i vævet, hvilket begrænser terapien til behandling af hudkræft eller tumorer tæt på hudoverfladen.

Ny type nanopartikel genererer singlet oxygen

I tidligere arbejde opdagede holdet, at ved anvendelse af røntgenbilleder kunne de aktivere en ny type nanopartikel - kobber-cysteamin eller Cu-Cy - for at generere singlet oxygen for at bremse tumorvæksten. Røntgenstråling kan dog skade sundt væv og medfører betydelige risici for patienterne.

I den nye undersøgelse viser forskerne, at det er muligt at aktivere Cu-Cy nanopartikler med mikrobølger, som kan målrettes direkte mod tumoren uden at skade det omgivende sunde væv.

Ved hjælp af en knoglecancercellelinie (osteosarkom) testede holdet den nye metode i cellekulturer og levende dyr. I begge tilfælde forårsagede mikro-aktiverede Cu-Cy nanopartikler, at cellerne ødelægges væsentligt.

Efter opvarmning af mikrobølgerne frigiver nanopartiklerne kobberioner, der igen genererer det reaktive ilt, der er nødvendigt for kræftcelle ødelæggelse.

Mens øget sikkerhed er en klar fordel ved en sådan tilgang, viser prof. Chen også andre fordele. Disse omfatter, at Cu-Cy-nanopartiklerne har meget lav toksicitet, er nemme og billige at lave, og de udsender en intens luminescens, der giver potentiel brug som billeddannelsesmiddel.

Prof. Chen siger, at de har patentanmeldt på de nye fotosensibilisator nanopartikler.

Alex Weiss, UTA-formand for Fysikafdelingen, siger, at Prof. Chen arbejde med nanopartikler aktivering kunne "omdanne kræftbehandling". De seneste resultater viser, hvordan disse nye typer terapi kunne spille en vigtig rolle i at finde sikre, effektive og billige behandlinger for kræft.

Vores nye koncept, der kombinerer mikrobølger med fotodynamisk terapi, åbner nye veje til målretning af dybere tumorer og har allerede vist sig effektiv til hurtigt og sikkert at reducere tumorstørrelsen."

Prof. Wei Chen

Lær hvordan ultrasmall fluorescerende nanopartikler kan dræbe kræftceller på en usædvanlig måde.

Targeted Drug Delivery by using Magnetic Nanoparticles (Video Medicinsk Og Professionel 2019).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Medicinsk praksis