Jedinečne tvarované magnetické nanočastice ponúkajú prelom v liečbe rakoviny

Jedinečne tvarované magnetické nanočastice ponúkajú prelom v liečbe rakoviny

Nové magnetické nanočastice v tvare kocky medzi dvoma pyramídami predstavujú prelom v liečbe ovariálnych nádorov a možno aj iných druhov rakoviny, tvrdia vedci z Oregonskej štátnej univerzity, ktorí ich vyvinuli.

Vedci tvrdia, že štúdia zdôrazňuje dôležitosť tvaru v dizajne magnetických nanočastíc a že výsledky môžu spôsobiť revolúciu v liečbe, ktorá využíva teplo na poškodenie alebo zabíjanie rakovinových buniek.

Nanočastice sú vyrobené z oxidu železa a dopované kobaltom. Doping označuje pridanie niečoho ako prostriedok na úpravu charakteristík.

Keď sa častice po intravenóznej injekcii nahromadia v rakovinovom tkanive, môžu rýchlo stúpnuť na teploty, ktoré oslabia alebo zničia rakovinové bunky.

Štúdia myšacieho modelu, publikovaná v pokročilých funkčných materiáloch, je súčasťou prebiehajúceho nanomedicínskeho výskumu vedcov z OSU College of Pharmacy.

Nanočastice sú malé ako miliarda metrov, ktoré majú špeciálne vlastnosti vďaka svojej malej veľkosti a vysokému pomeru plochy povrchu k objemu.

Magnetické nanočastice už roky preukázali protirakovinový potenciál, ale v súčasnosti možno magnetickú hypertermiu zvyčajne použiť iba u pacientov, ktorých nádory sú prístupné cez hypodermickú ihlu – to znamená, ak sa častice môžu vstreknúť priamo do rakoviny.

S v súčasnosti dostupnými magnetickými nanočasticami je možné požadované terapeutické teploty – nad 44 stupňov Celzia – dosiahnuť len priamym vstrekovaním. A tieto nanočastice majú iba miernu účinnosť zahrievania, čo znamená, že potrebujú vysokú koncentráciu v nádore – vyššiu ako je bežné systémové podávanie – na vytvorenie dostatočného tepla. “

Oleh Taratula, profesor farmaceutických vied na Oregonskej štátnej univerzite

Taratula a spolupracovníci z Oregon State, Oregon Health & Science University a Indian Institute of Technology Mandi použili novú metódu tepelného rozkladu - dvojstupňový proces, ktorý nazývajú siatie a rast - na výrobu nanočastíc oxidu železa dopovaného kobaltom v kubickom bipyramídovom tvare. Ich práca je prvou správou o tomto type nanočastíc s týmto špecifickým tvarom.

"Tieto nanočastice vykazujú pozoruhodnú schopnosť rýchlo sa zahriať, pričom zvyšujú teplotu o 3,73 stupňa Celzia za sekundu pod striedavým magnetickým poľom," povedal Prem Singh, postdoktorand z College of Pharmacy. "Toto je dvakrát viac ako vykurovací výkon našich predtým publikovaných nanočastíc oxidu železa dopovaného kobaltom."

To znamená, že pacientke s rakovinou vaječníkov by mohla byť podaná intravenózna injekcia a nádor sa zastavil po 30-minútovom neinvazívnom sedení magnetického poľa. Krátke liečebné sedenia zlepšujú pohodlie pacienta a komplianciu, hovoria vedci.

Peptid zacielený na rakovinu pomáha nanočasticiam v nádore, a pretože účinnosť zahrievania častíc je taká silná, možno dosiahnuť potrebnú koncentráciu nanočastíc bez vysokého dávkovania, obmedzenej toxicity a vedľajších účinkov.

„Je to prvýkrát, čo systémovo vstrekovali nanočastice nádory nad 50 °C, čím výrazne prekročili terapeutický prah 44 °C pre účinnú liečbu v klinicky relevantnej dávke,“ povedala Olena Taratula, docentka farmaceutických vied na OSU. "Teraz existuje veľký potenciál aplikovať magnetickú hypertermiu na rôzne ťažko dostupné populácie, vďaka čomu je liečba všestrannejšia a široko dostupná."

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

National Cancer Institute of the National Institutes of Health a Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development podporili tento výskum.

Zdroje: