Jedinečně tvarované magnetické nanočástice nabízejí průlom v léčbě rakoviny

Jedinečně tvarované magnetické nanočástice nabízejí průlom v léčbě rakoviny

Nové magnetické nanočástice ve tvaru krychle mezi dvěma pyramidami představují podle vědců z Oregonské státní univerzity, kteří je vyvinuli, průlom v léčbě nádorů vaječníků a možná i jiných druhů rakoviny.

Vědci tvrdí, že studie zdůrazňuje důležitost tvaru v designu magnetických nanočástic a že výsledky mohou způsobit revoluci v léčbě, která využívá teplo k poškození nebo zabíjení rakovinných buněk.

Nanočástice jsou vyrobeny z oxidu železa a dopovány kobaltem. Doping označuje přidání něčeho jako prostředek k úpravě vlastností.

Když se částice po intravenózní injekci nahromadí v rakovinné tkáni, mohou rychle stoupnout na teploty, které oslabí nebo zničí rakovinné buňky.

Studie myšího modelu, publikovaná v pokročilých funkčních materiálech, je součástí probíhajícího nanomedicínského výzkumu vědců z OSU College of Pharmacy.

Nanočástice jsou malé jako miliarda metrů, které mají speciální vlastnosti díky své malé velikosti a vysokému poměru povrchu k objemu.

Magnetické nanočástice prokázaly protirakovinný potenciál po celá léta, řekli vědci, ale v současné době lze magnetickou hypertermii typicky použít pouze u pacientů, jejichž nádory jsou přístupné pomocí hypodermické jehly - to znamená, že částice mohou být injikovány přímo do rakoviny.

S aktuálně dostupnými magnetickými nanočásticemi lze požadovaných terapeutických teplot – nad 44 stupňů Celsia – dosáhnout pouze přímým vstřikováním. A tyto nanočástice mají pouze mírnou účinnost zahřívání, což znamená, že potřebují vysokou koncentraci v nádoru - vyšší než je běžné systémové podávání - k vytvoření dostatečného tepla. “

Oleh Taratula, profesor farmaceutických věd, Oregon State University

Taratula a spolupracovníci z Oregon State, Oregon Health & Science University a Indian Institute of Technology Mandi použili novou metodu tepelného rozkladu – dvoustupňový proces, který nazývají osévání a růst – k výrobě nanočástic oxidu železa dopovaného kobaltem v kubickém bipyramidovém tvaru. Jejich článek je první zprávou o tomto typu nanočástic s tímto specifickým tvarem.

"Tyto nanočástice vykazují pozoruhodnou schopnost se rychle zahřívat a zvyšovat teplotu o 3,73 stupně Celsia za sekundu pod střídavým magnetickým polem," řekl Prem Singh, postdoktorand z College of Pharmacy. "To je dvakrát vyšší než tepelný výkon našich dříve publikovaných nanočástic oxidu železa dopovaného kobaltem."

To znamená, že pacientka s rakovinou vaječníků by mohla dostat intravenózní injekci a nádor se zastavil po 30 minutách neinvazivního magnetického pole. Krátká léčebná sezení zlepšují pohodlí pacienta a komplianci, říkají vědci.

Peptid zacílený na rakovinu pomáhá nanočásticím v nádoru, a protože účinnost zahřívání částic je tak silná, lze potřebné koncentrace nanočástic dosáhnout bez vysokého dávkování, omezené toxicity a vedlejších účinků.

„Je to poprvé, kdy systémově injektované nanočástice zahřívají nádory nad 50 °C, což výrazně překračuje terapeutickou hranici 44 °C pro účinnou léčbu v klinicky relevantní dávce,“ řekla Olena Taratula, docentka farmaceutických věd na OSU. "Nyní existuje velký potenciál aplikovat magnetickou hypertermii na různé obtížně dostupné populace, díky čemuž je léčba všestrannější a široce dostupná."

Karthickraja Duraisamy ve státě Oregon, Constanzraitmayr, Shitaljit Sharma, Tetiana Korzun, Abraham Moses, Vladislav Grigoriev, Ananiya Demessie, Youngrong Park, Yoon, také Babak Mamnoon a Ana Paula Mesquita Mesquita.

Tento výzkum podpořily National Cancer Institute of the National Institutes of Health a Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development.

Zdroje: