Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern unter Leitung von Han Gang , PhD, an der University of Massachusetts Medical School , hat eine neue Art von Nanopartikel mit einem FDA-zugelassenen photodynamische Therapie , um tiefliegende Krebszellen in vivo mit minimalen Schäden effektiv zu töten , um das umliegende Gewebe kombiniert und weniger Nebenwirkungen als Chemotherapie . Dieses vielversprechende neue Behandlungsstrategie konnte die aktuelle Verwendung der photodynamischen Therapie zu erweitern, um tiefliegende Tumoren zuzugreifen.
"Wir sind auf dem Potential für die klinische Praxis mit unserer erweiterten roten Emissions Nanopartikel kombiniert mit der FDA zugelassene Medikament photodynamische Therapie, um bösartige Zellen in tieferen Tumoren zu töten, sehr aufgeregt ", sagte Dr. Han, Blei-Autor der Studie und Assistant Professor für Biochemie und molekularen Pharmakologie an der UMMS . "Wir waren in der Lage , dies mit biokompatiblen Low-Power-, tief Gewebeeindringelemente 980 -nm- Licht im nahen Infrarot zu tun. "
In der photodynamischen Therapie , die auch als PDT bekannt ist, ist der Patient ein nicht-toxisches lichtempfindliche Medikament , das von allen Zellen des Körpers , einschließlich der Krebszellen diejenigen absorbiert wird gegeben. Red Laser-Licht gezielt auf die Wirkstoffmoleküle abgestimmt werden dann selektiv auf die einge Tumor Bereich . Wenn das rote Licht mit der lichtempfindlichen Medikament interagiert , erzeugt es eine hoch reaktive Form von Sauerstoff ( Singulett-Sauerstoff ), die die bösartigen Krebszellen tötet , während die meisten benachbarten Zellen unverletzt.
Wegen der begrenzten Fähigkeit des Rotlicht um Gewebe zu durchdringen, jedoch aktuellen photodynamischen Therapien werden nur verwendet für Hautkrebs oder Läsionen in sehr flachen Gewebe. Die Fähigkeit, tiefere Satz Krebszellen erreichen konnte die Verwendung von photodynamische Therapien verlängern.
In Online-Forschung von der Fachzeitschrift ACS Nano der American Chemical Society , Han und Kollegen beschreiben eine neue Strategie , die Verwendung einer neuen Klasse von upconverting Nanopartikel ( UCNPs ) macht , einem Milliardstel Meter in der Größe, die als eine Art handeln kann der Relaisstation . Diese UCNPs werden zusammen mit dem photodynamischen Wirkstoffs verabreicht und konvertieren tief eindringende Nah-Infrarot- Licht in den sichtbaren roten Licht, das in der photodynamischen Therapie erforderlich ist , um den krebszerstörenden Drogen zu aktivieren.
Dieses Licht Umsatz zu erzielen , Han und Kollegen entwickelt eine UCNP um bessere Emissionen im roten Teil des Spektrums haben die Nanopartikel mit Kalzium Fluorid und Erhöhen der Dotierung der Nanopartikel mit Ytterbium .
In ihren Experimenten haben die Forscher die low-cost, von der FDA zugelassene Medikament Photosensibilisator Aminolävulinsäure und kombiniert sie mit den Augmented red- Emissions UCNPs sie entwickelt hatte. Nah-Infrarot- Licht wurde dann auf die Tumorlokalisation gedreht . Han und Kollegen zeigten, dass die UCNPs das Nahinfrarotlicht erfolgreich konvertiert in rotes Licht und aktiviert die photodynamischen Wirkstoffs auf einem Niveau tiefer als zur Zeit kann mit der photodynamischen Therapie Methoden erreicht werden. Sowohl in vitro als auch bei Tiermodellen durchgeführt , zeigten die Kombinationstherapie eine verbesserte Zerstörung des krebsartigen Tumors mit niedriger Laserleistung.
Yong Zhang , PhD , Vorsitzender Professor der National University of Singapore und ein führendes Unternehmen in der Entwicklung und Anwendung von Upconversion -Nanopartikel , die nicht an der Studie beteiligt war, sagte, dass durch die erfolgreiche Engineering verstärkt rot -Emissionen in dieser Nanopartikel , die Forschungs-Team hat die erstellt tiefste jemals die photodynamische Therapie unter Verwendung eines von der FDA zugelassene Medikament.
" Diese Therapie hat großes Versprechen als eine nicht-invasive Killer für bösartige Tumoren , die über 1 cm in der Tiefe sind - Brustkrebs , Lungenkrebs, und Darmkrebs Beispielsweise - ohne die Nebenwirkungen der Chemotherapie ", sagte Zhang .
Han sagte: " Dieser Ansatz ist eine aufregende neue Entwicklung für die Krebsbehandlung , die sowohl effektiv und nicht toxisch ist , und sie eröffnet auch neue Möglichkeiten für den Einsatz der Augmented red- Emissions Nanopartikel in anderen photonischen und Biophotonik -Anwendungen. "