Kit Lam und Kollegen von der UC Davis und anderen Institutionen haben dynamische Nanopartikel ( NPs) , die ein Arsenal von Anwendungen für die Diagnose und Behandlung von Krebs liefern könnten erstellt. Auf einer easy-to- make -Polymer basiert, können diese Partikel als Kontrastmittel verwendet werden, um Tumore zu leuchten werden MRI und PET-Scans oder zu liefern, Chemo-und anderen Therapien , um Tumore zu zerstören. Darüber hinaus sind die Partikel biologisch verträglich und zeigten keine Toxizität gezeigt . Die Studie wurde online in Nature Communications veröffentlicht .
"Das sind unglaublich nützlich Partikel ", sagte Co- Erstautor Yuanpei Li, ein Forschungs Mitglied der Fakultät in der Lam Labor. "Als Kontrastmittel , machen sie Tumoren leichter, sich auf MRI -Scans und andere zu sehen . Wir können sie auch benutzen, als Fahrzeuge zu liefern, Chemotherapie direkt an Tumoren ; gelten Licht, um die Nanopartikel Release Singulett-Sauerstoff ( Photodynamische Therapie ) machen oder einen Laser , um sie ( photothermische Therapie) erwärmen - alle bewährten Möglichkeiten, um Tumore zu zerstören " .
Jessica Tucker , Programmdirektor für Arznei- und Gene Delivery und Geräte am National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering , die Teil der National Institutes of Health ist , so der Ansatz in der Studie skizziert hat die Fähigkeit, beide Imaging und therapeutische Anwendungen in kombinieren eine einzelne Plattform, die schwierig zu erreichen ist , vor allem in einem organischen und daher biokompatibel Fahrzeugs.
" Dies ist besonders in der Krebsbehandlung , bei der gezielten Behandlung wertvolle Tumor Zellen , und die Verringerung der tödlichen Wirkungen in normalen Zellen , ist so kritisch , "fügte sie hinzu .
Obwohl nicht die ersten Nanoteilchen , können diese das vielseitigste sein . Andere Teilchen sind gut in einigen Aufgaben , andere aber nicht . Nicht-organische Partikel, beispielsweise Quantenpunkte oder Gold basierende Materialien , funktionieren gut als diagnostische Werkzeuge haben jedoch Sicherheitsprobleme . Bio -Sonden sind biokompatibel und kann Medikamente liefern aber nicht über Bildgebung oder Phototherapie -Anwendungen.
Auf einem Porphyrin / Cholsäure Polymer gebaut , sind die Nanopartikel einfach zu machen und gut in den Körper. Porphyrine sind allgemein organische Verbindungen. Cholsäure wird von der Leber produziert. Die Grund Nanopartikel sind 21 Nanometer breit ( ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter ) .
Zur weiteren Stabilisierung der Partikel , hinzugefügt die Forscher die Aminosäure Cystein ( Schaffung CNPs ) , die sie von vorzeitig veröffentlichen ihre therapeutische Nutzlast , wenn sie Blutproteine und andere Barrieren ausgesetzt verhindert. Bei 32 Nanometer , CNPs sind optimal dimensioniert, um Tumoren zu durchdringen , Speichern unter Krebszellen unter Schonung gesunden Gewebes .
In der Studie untersuchten die Mannschaft die Nanopartikel sowohl in vitro als auch in vivo für eine Vielzahl von Aufgaben . Auf der therapeutisches Seite CNPs effektiv transportiert Antikrebsmittel , wie Doxorubicin . Selbst wenn im Blut für viele Stunden gehalten werden, nur geringe Mengen CNPs Freigabe des Arzneimittels ; jedoch , wenn sie Licht oder Mitteln wie Glutathion ausgesetzt , sie leicht freigesetzt deren Nutzlasten . Die Fähigkeit, genau zu kontrollieren Chemotherapie Release in den Tumoren könnte erheblich Toxizität zu reduzieren. CNPs Durchführung Doxorubicin vorgesehen ausgezeichnete Krebsbekämpfung bei Tieren , mit minimalen Nebenwirkungen .
CNPs kann auch so konfiguriert werden , um Licht zu reagieren , die Herstellung von Singulett-Sauerstoff , reaktive Moleküle, die Tumorzellen zu zerstören. Sie können auch Wärme erzeugen , wenn sie mit Laserlicht getroffen. Bezeichnenderweise kann CNPs entweder Aufgabe auszuführen , wenn auf eine einzelne Wellenlänge von Licht ausgesetzt ist.
CNPs bieten eine Reihe von Vorteilen für die Bildgebung zu verbessern. Sie leicht Chelat bildgebende Mittel und kann im Körper für lange Zeiträume bleiben . In Tierstudien versammelten CNPs in Tumoren , so dass sie leichter auf einem MRI lesen. Da CNPs in Tumoren angesammelt hat, und nicht so sehr in normalem Gewebe , sie drastisch verbessert Tumor Kontrast für MRI und kann auch vielversprechend für die PET - MRI-Scans .
Diese Vielseitigkeit bietet mehrere Optionen für Ärzte, wie sie mischen und Anwendungen.
" Diese Partikel können Bildgebung und Therapie zu kombinieren ", sagte Li . "Wir könnten möglicherweise verwenden Sie sie , um gleichzeitig die Behandlung und die Wirksamkeit der Behandlung zu überwachen . "
" Diese Partikel können auch als optische Sonden für bildgeführte Operation verwendet werden ", sagte Lam. "Darüber hinaus lassen sie sich als hochpotente Photosensibilisatoren für die intraoperative Phototherapie verwendet werden. "
Während die ersten Ergebnisse sind vielversprechend , gibt es noch ein langer Weg zu gehen, bevor CNPs können die Klinik geben . Der Lam lab und seine Mitarbeiter werden präklinische Studien zu verfolgen und , wenn alles gut geht , die menschliche Studien fortzufahren. In der Zwischenzeit ist das Team aufgeregt über diese Fähigkeiten .
" Dies ist das erste Nanopartikel , so viele verschiedene Jobs durchzuführen ", sagte Li . "Von der Bereitstellung von chemo, photodynamische und photothermischen Therapien zur Verbesserung der bildgebenden Diagnostik , ist es das Gesamtpaket . "