Unikt formede magnetiske nanopartikler giver et gennembrud inden for kræftbehandling

Unikt formede magnetiske nanopartikler giver et gennembrud inden for kræftbehandling

Nye magnetiske nanopartikler formet som en terning mellem to pyramider repræsenterer et gennembrud til behandling af ovarietumorer og muligvis andre kræftformer, ifølge forskere fra Oregon State University, der udviklede dem.

Forskerne siger, at undersøgelsen fremhæver vigtigheden af ​​form i magnetisk nanopartikeldesign, og at resultaterne kan revolutionere behandlinger, der bruger varme til at beskadige eller dræbe kræftceller.

Nanopartiklerne er lavet af jernoxid og doteret med kobolt. Doping refererer til tilføjelse af noget som et middel til at justere egenskaber.

Når partiklerne ophobes i kræftvæv efter intravenøs injektion, kan de hurtigt stige til temperaturer, der svækker eller ødelægger kræftceller.

Musemodelundersøgelsen, der er offentliggjort i avancerede funktionelle materialer, er en del af igangværende nanommedicinsk forskning udført af forskere ved OSU College of Pharmacy.

Nanopartikler er så små som en milliard meter, som har særlige egenskaber på grund af deres lille størrelse og høje forhold mellem overfladeareal og volumen.

Magnetiske nanopartikler har vist anticancerpotentiale i årevis, sagde forskerne, men i øjeblikket kan magnetisk hypertermi typisk kun bruges til patienter, hvis tumorer er tilgængelige gennem en kanyle - det vil sige, hvis partiklerne kan injiceres direkte i kræften.

Med aktuelt tilgængelige magnetiske nanopartikler kan de nødvendige terapeutiske temperaturer - over 44 grader Celsius - kun opnås gennem direkte injektion. Og disse nanopartikler har kun moderat opvarmningseffektivitet, hvilket betyder, at de har brug for en høj koncentration i tumoren - højere end systemisk administration normalt - for at generere nok varme. “

Oleh Taratula, professor i farmaceutiske videnskaber, Oregon State University

Taratula og samarbejdspartnere ved Oregon State, Oregon Health & Science University og Indian Institute of Technology Mandi brugte en ny varmenedbrydningsmetode - en to-trins proces, de kalder såning og vækst - til at lave kobolt-doterede jernoxidnanopartikler i en kubisk bipyramideform. Deres papir er den første rapport om denne type nanopartikler med denne specifikke form.

"Disse nanopartikler udviser en bemærkelsesværdig evne til at opvarme hurtigt og øge temperaturen med 3,73 grader Celsius i sekundet under et vekslende magnetfelt," sagde Prem Singh, en postdoc ved College of Pharmacy. "Dette er dobbelt så højt som varmeeffekten af ​​vores tidligere offentliggjorte kobolt-doterede jernoxidnanopartikler."

Det betyder, at en æggestokkræftpatient kan få en intravenøs injektion og få deres tumor stoppet efter en 30-minutters ikke-invasiv magnetfeltsession. Korte behandlingssessioner forbedrer patientens komfort og compliance, siger forskere.

Et kræftmålrettet peptid hjælper nanopartiklerne i tumoren, og fordi partiklernes varmeeffektivitet er så stærk, kan den nødvendige koncentration af nanopartikler opnås uden høj dosering, begrænset toksicitet og bivirkninger.

"Dette er første gang, at systemisk injicerede nanopartikler opvarmer tumorer til over 50°C, hvilket væsentligt overstiger den terapeutiske tærskel på 44°C for effektiv behandling ved en klinisk relevant dosis," siger Olena Taratula, lektor i farmaceutiske videnskaber ved OSU. "Der er nu et stort potentiale for at anvende magnetisk hypertermi til en række vanskeligt tilgængelige populationer, hvilket gør behandlingen mere alsidig og bredt tilgængelig."

Karthickraja Duraisamy i Oregon State, Constanzraitmayr, Shitaljit Sharma, Tetiana Korzun, Abraham Moses, Vladislav Grigoriev, Ananiya Demessie, Youngrong Park, Yoon, også Babak Mamnoon og Ana Paula Mesquita Mesquita.

National Cancer Institute for National Institutes of Health og Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development støttede denne forskning.

Kilder: