Nanoparticulele magnetice cu formă unică oferă o descoperire în terapia cancerului

Nanoparticulele magnetice cu formă unică oferă o descoperire în terapia cancerului

Noile nanoparticule magnetice în formă de cub între două piramide reprezintă o descoperire pentru tratamentul tumorilor ovariene și, eventual, a altor tipuri de cancer, potrivit cercetătorilor de la Universitatea de Stat din Oregon care le-au dezvoltat.

Oamenii de știință spun că studiul subliniază importanța formei în proiectarea nanoparticulelor magnetice și că rezultatele pot revoluționa tratamentele care folosesc căldura pentru a deteriora sau ucide celulele canceroase.

Nanoparticulele sunt făcute din oxid de fier și dopate cu cobalt. Dopajul se referă la adăugarea a ceva ca mijloc de ajustare a caracteristicilor.

Când particulele se acumulează în țesutul canceros după injectarea intravenoasă, ele pot crește rapid la temperaturi care slăbesc sau distrug celulele canceroase.

Studiul modelului de șoarece, publicat în materiale funcționale avansate, face parte din cercetările nanomedicale în curs de desfășurare a oamenilor de știință de la Colegiul de Farmacie OSU.

Nanoparticulele sunt la fel de mici ca un miliard de metri, care au proprietăți speciale datorită dimensiunilor lor mici și raportului mare suprafață/volum.

Nanoparticulele magnetice au arătat potențialul anticancer de ani de zile, au spus oamenii de știință, dar în prezent hipertermia magnetică poate fi utilizată de obicei numai pentru pacienții ale căror tumori sunt accesibile printr-un ac hipodermic - adică dacă particulele pot fi injectate direct în cancer.

Cu nanoparticulele magnetice disponibile în prezent, temperaturile terapeutice necesare – peste 44 de grade Celsius – pot fi atinse doar prin injecție directă. Și aceste nanoparticule au doar o eficiență de încălzire moderată, adică au nevoie de o concentrație mare în tumoră - mai mare decât administrarea sistemică în mod normal - pentru a genera suficientă căldură. „

Oleh Taratula, profesor de științe farmaceutice, Universitatea de Stat din Oregon

Taratula și colaboratorii de la Oregon State, Oregon Health & Science University și Indian Institute of Technology Mandi au folosit o nouă metodă de descompunere la căldură - un proces în două etape pe care îl numesc însămânțare și creștere - pentru a face nanoparticule de oxid de fier dopate cu cobalt într-o formă cubică de bipiramidă. Lucrarea lor este primul raport al acestui tip de nanoparticule cu această formă specifică.

„Aceste nanoparticule prezintă o capacitate remarcabilă de a se încălzi rapid, crescând temperaturile cu 3,73 grade Celsius pe secundă sub un câmp magnetic alternant”, a spus Prem Singh, un postdoctoral la Colegiul de Farmacie. „Acesta este de două ori mai mare decât puterea de încălzire a nanoparticulelor noastre de oxid de fier dopate cu cobalt, publicate anterior.”

Aceasta înseamnă că o pacientă cu cancer ovarian ar putea primi o injecție intravenoasă și ca tumora să se oprească după o ședință de câmp magnetic neinvazivă de 30 de minute. Sesiunile scurte de tratament îmbunătățesc confortul și complianța pacientului, spun cercetătorii.

O peptidă care vizează cancerul ajută nanoparticulele din tumoră și, deoarece eficiența de încălzire a particulelor este atât de puternică, concentrația necesară de nanoparticule poate fi atinsă fără doze mari, toxicitate limitată și efecte secundare.

„Este prima dată când nanoparticulele injectate sistemic încălzesc tumorile peste 50°C, depășind semnificativ pragul terapeutic de 44°C pentru un tratament eficient la o doză relevantă clinic”, a spus Olena Taratula, profesor asociat de științe farmaceutice la OSU. „Există acum un potențial mare de a aplica hipertermia magnetică la o varietate de populații greu de atins, făcând tratamentul mai versatil și disponibil pe scară largă.”

Karthickraja Duraisamy la Oregon State, Constanzraitmayr, Shitaljit Sharma, Tetiana Korzun, Abraham Moses, Vladislav Grigoriev, Ananiya Demessie, Youngrong Park, Yoon, de asemenea Babak Mamnoon și Ana Paula Mesquita Mesquita.

Institutul Național al Cancerului al Institutului Național de Sănătate și Institutul Național pentru Sănătatea Copilului și Dezvoltarea Umană Eunice Kennedy Shriver au susținut această cercetare.

Surse: