Neuartige Nanopartikel könnten ultraschallbasierte Krebsbehandlungen wirksamer und sicherer machen

Forscher haben eine neue Art von Nanopartikeln geschaffen, die Ultraschallbasis Krebsbehandlungen wirksamer und sicherer machen und gleichzeitig dazu beitragen, dass Tumoren zurückkehren.

Die im Journal veröffentlichte Studie Nanobriefeuntersucht einen Weg, um hochintensiven Ultraschall für gesunde Gewebe weniger schädlich zu machen.

Die Oregon Health & Science University war das erste Krankenhaus in Oregon, das eine Prostatakrebsbehandlung unter Verwendung eines mit Roboter unterstützten hochintensiven Ultraschallgeräts anbietet. Forscher des OHSU Knight Cancer Institute Institute Early Detection Advanced Research Center oder Cedar wollten eine Kategorie fokussierter Ultraschalls, die als mechanische Tumorablation bekannt sind, verbessern.

Diese Technik nutzt Energie, um feste Tumoren ohne Operation zu zerstören. Die Verwendung fokussierter Ultraschall zur Behandlung solider Tumoren hat jedoch zwei große Herausforderungen: Es benötigt normalerweise viel Energie, was Wärme und Schaden zufügen kann und gesundes Gewebe schädigen kann, und selbst wenn der Tumor aufgebrochen ist, können einige Krebszellen überleben und den Krebs zurückkommen lassen.

In dieser Studie haben wir ein winziges Teilchen entwickelt – etwa tausendmal kleiner als die Breite eines Papierblatts -, das dazu beiträgt, Krebs effektiver zu behandeln. „

Michael Henderson, BA, Co-Lead-Autor der Studie

„Diese Nanopartikel sind mit kleinen Blasen auf ihrer Oberfläche konstruiert. Wenn sie mit fokussiertem Ultraschall angesprochen werden, pop- und freisetzten sie Energie, die dazu beitragen, Tumoren genauer zu zerstören“, sagte er. „Die Partikel werden auch mit einem speziellen Molekül bezogen, das als Peptid bezeichnet wird und sie hilft, sich an Tumoren zu halten und in Krebszellen leichter einzutreten.“

Um die Therapie noch leistungsfähiger zu machen, bauten die Wissenschaftler auch ein starkes Chemotherapie -Medikament an das Peptid auf der Oberfläche des Nanopartikels an. Li Xiang, Ph.D., ein Postdoktorand mit Cedar und den anderen Co-Lead-Autor der Studie, beschreibt diese Methode als „ein-zwei-Schlag“.

„Der Ultraschall zerstört physisch den Tumor, und das Medikament hilft dabei, alle übrig gebliebenen Krebszellen zu eliminieren, die den Tumor zurückkehren könnten“, sagte sie.

Bei präklinischen Modellen des menschlichen Melanoms führte diese Kombination zu einer tieferen Tumorzerstörung und einer wirksameren Arzneimittelabgabe als bei jeder Behandlung allein.

„Unsere Nanopartikel verringern die Energie, die für die Ultraschallbehandlung erforderlich ist, um bis zu 100-fach“, sagte Henderson. „Dies ermöglicht es uns, kurze Ultraschallimpulse zu verwenden, um Tumoren mechanisch zu stören, ohne das Gewebe um das umgebende Gewebe zu überhitzen.“

Bei Mäusen mit menschlichem Melanomtumoren führte die kombinierte Behandlung – Ultraschall sowie die medikamentenbeladenen Nanopartikel – zu signifikant besseren Ergebnissen als bei jeder Behandlung allein. In einigen Fällen verschwanden Tumoren vollständig und verbesserten mehr als 60 Tage lang das Gesamtüberleben, ohne dass die wichtigsten Nebenwirkungen beobachtet wurden.

Die neue Plattform könnte schließlich für andere Behandlungen verwendet werden, einschließlich Infektionen oder Herz -Kreislauf -Erkrankungen, bei denen eine Mischung aus mechanischer und medikamentöser Therapie hilfreich sein kann.

„Was 2018 als Forschung zu nanopartikelunterstützten Tumorablationen begann, hat sich zu einer multifunktionalen Plattform entwickelt, die durch einfaches Mischen ermöglicht wurde – wir freuen uns jetzt, dies in die Immuntherapie zu bringen“, sagte ADEM Yildirim, Ph.D., der Senior Autor Author Author der Studie und Assistent Professor of Oncological Sciences in der OHSU School of Medicine, und in der OHSU School of Medicine und dem OHSU -Ritterkrebs -Krebsinstitut. „Durch die Kombination des fokussierten Ultraschalls mit intelligenter Arzneimittelabgabe sehen wir eine vielversprechende neue Möglichkeit, Krebs effektiver zu bekämpfen und die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass es zurückkommt.“

Henderson sagte, dass zukünftige kombinierte Behandlungen in diesem Fall Ultraschall und Immuntherapie dazu beitragen könnten, über das hinauszugehen, was jede Therapie selbst macht.

Tiefer Hintergrund bei OHSU

Henderson ist früh in seiner Karriere, aber er hat einen ungewöhnlich tiefen Hintergrund bei OHSU.

Henderson wurde 1998 im OHSU Hospital geboren und von einem von OHSU ausgebildeten Arzt aufgewachsen. Er ist jetzt ein Ph.D. Student im biomedizinischen Ingenieurwesen und ein Zedernmitglied.

Auf dem Weg gab es ein paar Pitstops für einen Bachelor -Abschluss am Carroll College in Montana und einen Aufenthalt unter der Anleitung von Gaurav Sahay, Ph.D.

Henderson strebt danach, ein Arztwissenschaftler zu sein, der seine Forschung an das Bett für Patienten übersetzen kann und derzeit unter der Anleitung von Stuart Ibsen, Ph.D. und Yildirim, an der OHSU arbeitet. Seine Arbeit konzentriert sich auf die Entwicklung von Methoden zur Verbesserung der Wirksamkeit von Immuntherapien und der Anreicherung der flüssigen Biopsie mit nichtinvasiven ansprechenden Nanomaterialien und Proteinblockern.

Die neue Veröffentlichung stellt einen wichtigen frühen Meilenstein dar.

„Während diese Arbeit noch in den frühen Stadien liegt, bildet sie die Grundlage für eine neue Art von Therapie auf Nanopartikeln, die die Art und Weise verbessern könnte, wie wir uns schwer zu Tumoren nähern“, sagte er.

Quellen: