Kanker: targetende tumoren met microgolf-geactiveerde nanodeeltjes toont belofte


Kanker: targetende tumoren met microgolf-geactiveerde nanodeeltjes toont belofte

Het potentieel voor fotodynamische therapie om kanker te behandelen is beperkt door het feit dat licht niet diep in het weefsel kan penetreren. Nu kan een nieuwe aanpak die microgolven gebruikt om nanodeeltjes te activeren, dit probleem overwinnen en belofte tonen als een manier om kankercellen veilig te doden in diepgevormde tumoren.

De nieuwe studie toont aan dat het met behulp van microgolven mogelijk is nanopartikels te activeren om kankercellen in dunne tumoren te doden zonder het gezond weefsel te beschadigen.

Nanopartikels zijn kleine deeltjes - tussen 1-100 nm - die ongewone eigenschappen vergeleken hebben met dezelfde stof op grotere schaal. Deze ongebruikelijke eigenschappen en hun kleine omvang - die slechts enkele honderden atomen bevatten - maken ze nuttig om op het cellulaire en subcellulaire niveau in biologie te werken.

In een krant gepubliceerd in de Journal of Biomedical Nanotechnology , Fysici aan de Universiteit van Texas in Arlington (UTA) beschrijven hoe zij met behulp van microgolven fotogevoelige nanodeeltjes activeren om een ​​zeer reactieve vorm van zuurstof te genereren om cellen in solide tumoren te doden.

Leidingsauteur Wei Chen, een professor in de fysica bij UTA, zegt dat ze door middel van microgolven gebruik kunnen maken van diepgaande tumoren in alle soorten weefsels.

Fotodynamische therapie doodt kankercellen door licht te gebruiken om nanodeeltjes in tumorweefsel in te zetten.

Elke geactiveerde nanopartikel genereert een enkelvoudige zuurstofmolecuul - een zeer reactieve zuurstofversie die celmitochondriën beschadigt, de compartimenten in cellen die de energie produceren die de cel nodig heeft. Uiteindelijk leidt dit tot de dood van de cel.

Huidige behandelingen op basis van fotodynamische therapie gebruiken zichtbaar, ultraviolet of bijna infrarood licht. Bij deze golflengtes kan elektromagnetische straling niet diep in het weefsel binnendringen, waardoor de therapie beperkt wordt tot de behandeling van huidkanker of tumoren die dicht bij het huidoppervlak liggen.

Nieuw type nanopartikel genereert singlet zuurstof

In het vorige werk ontdekte het team dat het gebruik van röntgenstralen een nieuw type nanopartikel - koper-cysteamine of Cu-Cy - kan activeren om singlet zuurstof te genereren om de groei van de tumor te vertragen. Röntgenstraling kan echter gezond weefsel beschadigen en aanzienlijke risico's voor patiënten veroorzaken.

In de nieuwe studie tonen de onderzoekers het mogelijk om Cu-Cy nanodeeltjes te activeren met microgolven, die direct in de tumor kunnen worden gericht zonder dat het gezonde weefsel omringd wordt.

Met behulp van een botkankercel (osteosarcoom) testte het team de nieuwe methode in celculturen en levende dieren. In beide gevallen veroorzaakte microgolf geactiveerde Cu-Cy nanodeeltjes significante celvernietiging.

Na het verwarmen door de microgolven ontlasten de nanodeeltjes koperionen, die op zijn beurt de reactieve zuurstof die nodig zijn voor de vernietiging van kankercellen, veroorzaken.

Hoewel verhoogde veiligheid een voor de hand liggend voordeel is, lijkt prof. Chen ook andere voordelen. Deze omvatten het feit dat de Cu-Cy nanodeeltjes zeer lage toxiciteit hebben, zijn makkelijk en goedkoop om te maken, en ze geven een intense luminescentie uit, die potentiële toepassing biedt als beeldvormend middel.

Prof. Chen zegt dat ze een patent hebben in afwachting van de nieuwe nanodeeltjes voor fotosensibilisatoren.

Alex Weiss, UTA-voorzitter van de afdeling Fysica, zegt dat Prof. Chen's werkzaamheden op het gebied van nanodeeltjesactivatie 'kankerbehandeling kunnen transformeren'. De laatste bevindingen tonen aan hoe deze nieuwe soorten therapie een belangrijke rol kunnen spelen bij het vinden van veilige, effectieve en goedkope behandelingen voor kanker.

Ons nieuwe concept dat microgolven combineert met fotodynamische therapie, biedt nieuwe mogelijkheden voor het targeten van diepe tumoren en heeft al effectief gezocht bij het snel en veilig verminderen van de tumorgrootte."

Prof. Wei Chen

Leer hoe ultrasmall fluorescerende nanodeeltjes op een ongebruikelijke manier kankercellen kunnen doden.

Dr Deans presentation: Transcendental Meditation in Education (Video Medische En Professionele 2018).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk