Nanofiber 'monorails' færger hjerne tumorer til deres død


Nanofiber 'monorails' færger hjerne tumorer til deres død

Glioblastom er den dødeligste form for hjernekræft, og en grund til, at det er svært at behandle, er, fordi tumorceller spredes til andre dele af hjernen ved at følge nervefibre og blodkar. Nu har biomedicinske ingeniører ved hjælp af nanofiber "monorails" fundet en måde at kapre denne migrerende funktion og lokke de ondartede celler andre steder.

Tanken er at lokke de migrerende cancerceller mod en mere tilgængelig placering, hvor de kan blive dræbt. Dette kan f.eks. Være uden for hjernen.

En anden mulighed kan for eksempel være at flytte tumorer fra ubrugelige steder til et sted kirurger kan fjerne dem lettere.

Selvom det er usandsynligt, vil en sådan metode fjerne kræften fuldstændigt, håbet er en dag, en dødelig sygdom kan omdannes til en, som behandles mere som en kronisk.

Når de testede metoden hos dyr, fandt forskerne det reduceret størrelsen af ​​hjernetumorer.

De rapporterer deres arbejde i tidsskriftet Naturmaterialer .

Hvert år i USA diagnosticeres omkring 10.000 mennesker med glioblastom. De behandles i øjeblikket med kemoterapi, stråling og kirurgi, men selv når de får alle tre, lever patienter sjældent mere end 18 måneder efter diagnosen.

Kræftceller låses på menneskeskabte nanofibre og 'ride dem som en monorail'

Nanofibre er såkaldte, fordi de er ekstremt tynde, i dette tilfælde omkring halv tykkelsen af ​​menneskehår og på en skala, der er kompatibel med nervefibre og blodkar. Lederforsker Ravi Bellamkonda, professor og formand for Wallace H. Coulter Institut for Biomedicinsk Engineering ved Georgia Tech og Emory University i Atlanta, forklarer:

"Vi har designet en polymer tyndfilm nanofibre, som efterligner strukturen af ​​nerver og blodkar, som hjerne-tumorceller normalt bruger til at invadere andre dele af hjernen."

"Cancercellerne låses normalt på disse naturlige strukturer og kører dem som en monorail til andre dele af hjernen," fortsætter han. "Ved at tilbyde en attraktiv alternativ fiber kan vi effektivt flytte tumoren langs en anden vej til en destination, som vi vælge."

Han tilføjer, at et attraktivt træk ved en sådan metode kunne være, at det giver et alternativ til behandling af lægemidler og stråling:

Der er ingen stoffer ind i blodstrømmen og cirkulerer i hjernen for at skade sunde celler. Behandling af disse kræftformer med minimalt invasive film kunne være meget mindre farlig end anvendelse af farmaceutiske kemikalier."

Tvingende tumorceller ned ad en vej af mindste modstand

Holdet havde ideen om at bruge nanofibre til behandling af glioblastom på grund af arbejde, der allerede var gjort på at lave biomaterialer til reparation af rygmarvsskader. Der er ligheder i arbejdet, for eksempel er de involverede signalveje de samme.

Tumorceller invaderer normalt sundt væv ved at udskille enzymer for at forberede vejen. Cellerne skal bruge meget energi for at få dette til at ske. Forskerne troede, at hvis de kunne tilbyde cellerne en migrationsrute, hvor de ikke skulle bruge meget energi, ville de tage det.

Første forfatter Anjana Jain, assisterende professor i Institut for Biomedicinsk Engineering ved Worcester Polytechnic Institute i Massachusetts, som arbejdede på studiet, da hun var postdoktor i Bellamkonda Lab, siger:

"Vores ide var at give tumorcellerne en vej af mindste modstand, en som ligner de naturlige strukturer i hjernen, men er attraktiv, fordi det ikke kræver, at kræftcellerne bruger mere energi."

Til undersøgelsen lavede holdet nanofibre fra polycaprolacton (PCL) polymer omgivet af en polyurethanbærer. Materialets overflade svarer meget til konturerne af blodkar og nervefibre, som tumorcellerne rejser sammen.

Forskerne implanterede nanofibrene i hjernen hos rotter, der havde humane glioblastomer.

Holdet behandlede også andre grupper af rotter til sammenligning. Disse blev implanteret med nanofibre, der ikke havde nogen PCL, eller blev fremstillet af ustruktureret PCL-film eller ubehandlet.

Behandlede rotter viste signifikant glioblastom tumor krympning

Tumorcellerne migrerede langs nanofibrene til en tumoropsamler udenfor hjernen. Tumoropsamleren indeholdt en gel med lægemiddelcyklopaminet, hvilket er giftigt for cancerceller.

Efter 18 dage viste resultaterne, at de rotter, der blev behandlet med PCL nanofibreimplantater nær tumorerne viste signifikante reduktioner i tumorstørrelser. Plus, deres tumorceller havde migreret langs hele længden af ​​alle nanofibre i kollektorgelen.

Prof. Bellamkonda siger, at mens udryddelsen af ​​kræft ville være ideel, kunne en tilgang baseret på den metode, de viste, i det mindste tilbyde en måde at styre væksten af ​​inoperable kræftformer og give patienterne mulighed for at leve normalt liv.

"Måske med ideer som dette, kan vi muligvis leve med kræft, lige som vi lever med diabetes eller højt blodtryk," tilføjer han.

Det går lidt tid før teknikken går fra laboratoriet til klinikken, måske 10 år eller mere, siger holdet.

Næste trin er at se, hvordan metoden kan virke med andre former for hjernekræft og kræft, der er vanskelige at fjerne.

Midler fra National Cancer Institute for National Institutes of Health (NIH) hjalp med at finansiere undersøgelsen.

I mellemtiden, Medical-Diag.com For nylig rapporteret, hvordan forskere i Canada reaktiverede immunceller til behandling af hjernekræft. Efter at have behandlet syge mus med et lægemiddel, som reaktiverede immunceller, der deaktiveres i glioblastom, levede dyrene to til tre gange længere.

Bellamkonda Tumor (Video Medicinsk Og Professionel 2022).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Medicinsk praksis