Selvsamlende guldnanopartikler Brug lys til at dræbe tumorceller

(PhysOrg.com) -- En række undersøgelser foretaget af adskillige efterforskere viser, at guldnanopartikler virkelig lover som anticancermidler. Når det bestråles med lys, guld nanopartikler bliver hurtigt varme, varmt nok til at generere eksplosive mikrobobler, der vil dræbe nærliggende kræftceller, en fysisk proces kendt som den fototermiske effekt.

For at styrke denne tilgang, forskere ved University of California, Los Angeles, har udviklet en metode til at skabe supramolekylære samlinger af guld nanopartikler, der fungerer som højeffektive fototermiske midler af en størrelse designet til at optimere deres levering til tumorer.

Hsien-Rong Tseng og hans kolleger rapporterede deres arbejde i journalen Angewandte Chemie International Edition . Dr. Tseng er medlem af Nanosystems Biology Cancer Center, et National Cancer Institute Center for Cancer Nanotechnology Excellence.

For at skabe deres selvsamlende supramolekylære guldnanopartikler, forskerne udnyttede et par molekyler, cyclodextrin og adamantin, der binder meget tæt til hinanden. De tog først guld nanopartikler, 2 nanometer i diameter, og dekorerede nanopartiklernes overflade med adamantan. De tilføjede derefter to andre konstruktioner:cyclodextrin knyttet til en biokompatibel polymer kendt som polyethylenimin, og adamantan bundet til polyethylenglycol, en anden biokompatibel polymer. Når de kombineres i forskellige forhold, disse tre konstruktioner samles hurtigt til nanopartikler med veldefinerede størrelser fra 40 til 118 nanometer i diameter. Når komplekserne var renset, forskerne vedhæftede derefter et tumormålrettet molekyle til overfladen af ​​de resulterende supramolekylære komplekser.

Til denne undersøgelse, efterforskerne brugte de 118 nanometer guldkomplekser og viste, at når de blev bestrålet med en laserstråle, temperaturen på samlingerne steg hurtigt over 374°C, den temperatur, hvor eksplosive mikrobobler dannes. For at teste, hvor effektivt disse komplekser kunne dræbe kræftceller, forskerne føjede dem til hjernetumorceller, bestrålede dem med lys, og målte derefter, hvor mange celler der var blevet dræbt inden for to timer. Som kontrol, forskerne gentog eksperimentet med celler, der manglede receptoren for det målretningsmiddel, de tilsatte nanopartiklerne. Resultater fra dette eksperiment viste tydeligt, at de målrettede nanopartikler let dræbte de målrettede tumorceller, men ikke de celler, der mangler den målrettede receptor. Yderligere eksperimenter viste, at 2-nanometer guldnanopartikler ikke var nær så effektive som de supramolekylære samlinger til at dræbe de målrettede celler.

Dette arbejde, som er beskrevet i et papir med titlen, "Fototermiske effekter af supramolekylært samlede guldnanopartikler til målrettet behandling af kræftceller, " blev delvist støttet af NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, et omfattende initiativ designet til at fremskynde anvendelsen af ​​nanoteknologi til forebyggelse, diagnose, og behandling af kræft. Et sammendrag af denne artikel er tilgængelig på tidsskriftets hjemmeside.