Τα μοναδικά διαμορφωμένα μαγνητικά νανοσωματίδια προσφέρουν μια σημαντική ανακάλυψη στη θεραπεία του καρκίνου

Τα μοναδικά διαμορφωμένα μαγνητικά νανοσωματίδια προσφέρουν μια σημαντική ανακάλυψη στη θεραπεία του καρκίνου

Νέα μαγνητικά νανοσωματίδια σε σχήμα κύβου ανάμεσα σε δύο πυραμίδες αντιπροσωπεύουν μια σημαντική ανακάλυψη για τη θεραπεία όγκων των ωοθηκών και πιθανώς άλλων καρκίνων, σύμφωνα με τους ερευνητές του Πανεπιστημίου του Όρεγκον που τα ανέπτυξαν.

Οι επιστήμονες λένε ότι η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία του σχήματος στο σχεδιασμό μαγνητικών νανοσωματιδίων και ότι τα αποτελέσματα μπορεί να φέρουν επανάσταση στις θεραπείες που χρησιμοποιούν τη θερμότητα για να βλάψουν ή να σκοτώσουν τα καρκινικά κύτταρα.

Τα νανοσωματίδια είναι κατασκευασμένα από οξείδιο του σιδήρου και εμποτισμένα με κοβάλτιο. Το ντόπινγκ αναφέρεται στην προσθήκη κάτι ως μέσο προσαρμογής των χαρακτηριστικών.

Όταν τα σωματίδια συσσωρεύονται στον καρκινικό ιστό μετά από ενδοφλέβια ένεση, μπορούν γρήγορα να αυξηθούν σε θερμοκρασίες που εξασθενούν ή καταστρέφουν τα καρκινικά κύτταρα.

Η μελέτη μοντέλου ποντικιού, που δημοσιεύτηκε σε προηγμένα λειτουργικά υλικά, αποτελεί μέρος της συνεχιζόμενης νανοϊατρικής έρευνας από επιστήμονες στο Κολέγιο Φαρμακευτικής του OSU.

Τα νανοσωματίδια είναι τόσο μικροσκοπικά όσο ένα δισεκατομμύριο μέτρα, τα οποία έχουν ειδικές ιδιότητες λόγω του μικρού τους μεγέθους και της υψηλής αναλογίας επιφάνειας προς όγκο.

Τα μαγνητικά νανοσωματίδια έχουν δείξει αντικαρκινικό δυναμικό εδώ και χρόνια, είπαν οι επιστήμονες, αλλά επί του παρόντος η μαγνητική υπερθερμία μπορεί να χρησιμοποιηθεί τυπικά μόνο για ασθενείς των οποίων οι όγκοι είναι προσβάσιμοι μέσω υποδερμικής βελόνας - δηλαδή εάν τα σωματίδια μπορούν να εγχυθούν απευθείας στον καρκίνο.

Με τα επί του παρόντος διαθέσιμα μαγνητικά νανοσωματίδια, οι απαιτούμενες θεραπευτικές θερμοκρασίες – πάνω από 44 βαθμούς Κελσίου – μπορούν να επιτευχθούν μόνο μέσω άμεσης έγχυσης. Και αυτά τα νανοσωματίδια έχουν μόνο μέτρια απόδοση θέρμανσης, που σημαίνει ότι χρειάζονται υψηλή συγκέντρωση στον όγκο - υψηλότερη από τη συστημική χορήγηση συνήθως - για να παράγουν αρκετή θερμότητα. "

Oleh Taratula, Καθηγητής Φαρμακευτικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο του Όρεγκον

Ο Taratula και οι συνεργάτες του στο Oregon State, του Oregon Health & Science University και του Indian Institute of Technology Mandi χρησιμοποίησαν μια νέα μέθοδο θερμικής αποσύνθεσης - μια διαδικασία δύο σταδίων που ονομάζουν σπορά και ανάπτυξη - για να φτιάξουν νανοσωματίδια οξειδίου του σιδήρου με πρόσμειξη κοβαλτίου σε σχήμα κυβικής διπυραμίδας. Το χαρτί τους είναι η πρώτη αναφορά αυτού του τύπου νανοσωματιδίων με αυτό το συγκεκριμένο σχήμα.

«Αυτά τα νανοσωματίδια παρουσιάζουν μια αξιοσημείωτη ικανότητα να θερμαίνονται γρήγορα, αυξάνοντας τις θερμοκρασίες κατά 3,73 βαθμούς Κελσίου ανά δευτερόλεπτο κάτω από ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο», δήλωσε ο Prem Singh, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο College of Pharmacy. «Αυτό είναι διπλάσιο από τη θερμαντική ισχύ των νανοσωματιδίων οξειδίου του σιδήρου που έχουν δημοσιευθεί προηγουμένως με πρόσμιξη κοβαλτίου».

Αυτό σημαίνει ότι ένας ασθενής με καρκίνο των ωοθηκών θα μπορούσε να λάβει μια ενδοφλέβια ένεση και να σταματήσει ο όγκος του μετά από μια συνεδρία 30 λεπτών, μη επεμβατικού μαγνητικού πεδίου. Οι σύντομες συνεδρίες θεραπείας βελτιώνουν την άνεση και τη συμμόρφωση των ασθενών, λένε οι ερευνητές.

Ένα πεπτίδιο που στοχεύει τον καρκίνο βοηθά τα νανοσωματίδια στον όγκο και επειδή η θερμαντική απόδοση των σωματιδίων είναι τόσο ισχυρή, η απαραίτητη συγκέντρωση νανοσωματιδίων μπορεί να επιτευχθεί χωρίς υψηλή δόση, περιορισμένη τοξικότητα και παρενέργειες.

«Είναι η πρώτη φορά που με συστηματική έγχυση νανοσωματιδίων θερμαίνουν όγκους πέραν των 50°C, ξεπερνώντας σημαντικά το θεραπευτικό όριο των 44°C για αποτελεσματική θεραπεία σε κλινικά σχετική δόση», δήλωσε η Olena Taratula, αναπληρώτρια καθηγήτρια Φαρμακευτικών Επιστημών στο OSU. «Υπάρχει πλέον μεγάλη δυνατότητα εφαρμογής μαγνητικής υπερθερμίας σε μια ποικιλία δυσπρόσιτων πληθυσμών, καθιστώντας τη θεραπεία πιο ευέλικτη και ευρέως διαθέσιμη».

Karthickraja Duraisamy στο Όρεγκον Πολιτεία, Constanzraitmayr, Shitaljit Sharma, Tetiana Korzun, Abraham Moses, Vladislav Grigoriev, Ananiya Demessie, Youngrong Park, Yoon, επίσης Babak Mamnoon και Ana Paula Mesquita Mesquita.

Το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας και το Εθνικό Ινστιτούτο Παιδικής Υγείας και Ανθρώπινης Ανάπτυξης Eunice Kennedy Shriver υποστήριξαν αυτήν την έρευνα.

Πηγές: