Ainutlaatuisen muotoiset magneettiset nanohiukkaset tarjoavat läpimurron syövän hoidossa

Ainutlaatuisen muotoiset magneettiset nanohiukkaset tarjoavat läpimurron syövän hoidossa

Ne kehittäneiden Oregon State Universityn tutkijoiden mukaan uudet magneettiset nanohiukkaset, jotka ovat kuution muotoisia kahden pyramidin välissä, edustavat läpimurtoa munasarjakasvainten ja mahdollisesti muiden syöpien hoidossa.

Tutkijoiden mukaan tutkimus korostaa muodon merkitystä magneettisten nanohiukkasten suunnittelussa ja että tulokset voivat mullistaa hoidot, jotka käyttävät lämpöä syöpäsolujen vahingoittamiseen tai tappamiseen.

Nanohiukkaset on valmistettu rautaoksidista ja seostettu koboltilla. Dopingilla tarkoitetaan jonkin aineen lisäämistä ominaisuuksien säätämiseen.

Kun hiukkaset kerääntyvät syöpäkudokseen suonensisäisen injektion jälkeen, ne voivat nopeasti nousta lämpötiloihin, jotka heikentävät tai tuhoavat syöpäsoluja.

Kehittyneissä toiminnallisissa materiaaleissa julkaistu hiirimallitutkimus on osa OSU:n farmasian korkeakoulun tutkijoiden jatkuvaa nanolääketieteellistä tutkimusta.

Nanohiukkaset ovat niin pieniä kuin miljardi metriä, ja niillä on erityisiä ominaisuuksia pienen koon ja suuren pinta-alan ja tilavuuden suhteen vuoksi.

Magneettiset nanohiukkaset ovat osoittaneet syöpää ehkäisevää potentiaalia vuosia, tiedemiehet sanoivat, mutta tällä hetkellä magneettista hypertermiaa voidaan tyypillisesti käyttää vain potilaille, joiden kasvaimiin pääsee käsiksi hypodermisella neulan kautta - eli jos hiukkaset voidaan ruiskuttaa suoraan syöpään.

Tällä hetkellä saatavilla olevilla magneettisilla nanohiukkasilla vaaditut terapeuttiset lämpötilat – yli 44 celsiusastetta – voidaan saavuttaa vain suoralla injektiolla. Ja näillä nanohiukkasilla on vain kohtalainen lämmitysteho, mikä tarkoittaa, että ne tarvitsevat korkean pitoisuuden kasvaimessa - korkeamman kuin systeeminen annostelu normaalisti - tuottaakseen tarpeeksi lämpöä. "

Oleh Taratula, farmaseuttisten tieteiden professori, Oregon State University

Taratula ja yhteistyökumppanit Oregonin osavaltiossa, Oregon Health & Science Universityssä ja Indian Institute of Technologyssa Mandi käyttivät uutta lämpöhajoamismenetelmää – kaksivaiheista prosessia, jota he kutsuvat kylvämiselle ja kasvulle – koboltilla seostettujen rautaoksidin nanohiukkasten valmistamiseksi kuutiomaisen bipyramidin muodossa. Heidän paperinsa on ensimmäinen raportti tämäntyyppisistä nanohiukkasista, joilla on tämä erityinen muoto.

"Näillä nanohiukkasilla on huomattava kyky lämmetä nopeasti, ja ne nostavat lämpötiloja 3,73 celsiusastetta sekunnissa vaihtelevan magneettikentän alla", sanoi Prem Singh, tutkijatohtori College of Pharmacysta. "Tämä on kaksi kertaa niin korkea kuin aiemmin julkaistujen kobolttiseostettujen rautaoksidinanohiukkasten lämmitysteho."

Tämä tarkoittaa, että munasarjasyöpäpotilas voi saada suonensisäisen injektion ja saada kasvaimen pysähtymään 30 minuutin ei-invasiivisen magneettikentän istunnon jälkeen. Lyhyet hoitoistunnot parantavat potilaan mukavuutta ja hoitomyöntyvyyttä, tutkijat sanovat.

Syöpää kohdentava peptidi auttaa kasvaimen nanopartikkeleita, ja koska hiukkasten lämmitystehokkuus on niin vahva, nanohiukkasten tarvittava pitoisuus voidaan saavuttaa ilman suuria annoksia, rajoitettua toksisuutta ja sivuvaikutuksia.

"Tämä on ensimmäinen kerta, kun systeemisesti injektoidut nanohiukkaset kuumentavat kasvaimia yli 50 °C:een ylittäen merkittävästi terapeuttisen 44 °C:n kynnyksen tehokkaalle hoidolle kliinisesti merkityksellisellä annoksella", sanoi Olena Taratula, OSU:n lääketieteiden apulaisprofessori. "Nyt on suuri potentiaali soveltaa magneettista hypertermiaa erilaisiin vaikeasti tavoitettaviin väestöryhmiin, mikä tekee hoidosta monipuolisempaa ja laajemmin saatavilla."

Karthickraja Duraisamy Oregonin osavaltiossa, Constanzraitmayr, Shitaljit Sharma, Tetiana Korzun, Abraham Moses, Vladislav Grigoriev, Ananiya Demessie, Youngrong Park, Yoon, myös Babak Mamnoon ja Ana Paula Mesquita Mesquita.

National Cancer Institute of National Institutes of Health ja Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development tukivat tätä tutkimusta.

Lähteet: