Ny teknologi til levering af kræft mod kræft

Med det formål at minimere bivirkninger af kemoterapi på sunde væv, et team af forskere ved Center for selvsamling og kompleksitet, inden for Institute for Basic Science (IBS) har udviklet nye nanocontainere, der er i stand til at levere kræftbekæmpende lægemidler i præcis timing og placering. Udgivet i Angewandte Chemie International Edition , undersøgelsen kombinerer unikt designede molekyler og lysafhængig frigivelse af lægemidler, som kan tilvejebringe en ny platform til at forstærke virkningen af ​​terapi mod kræft.

Takket være en serendipitøs observation, IBS-forskere ved POSTECH fandt ud af, at halegræskarformede molekyler, mono-allyloxyleret cucurbit [7] uril (AO1CB [7]), fungere som overfladeaktivt stof i vand. De fleste overfladeaktive stoffer, som sæbemolekyler i bobler og phospholipider i cellemembraner, har små vandglade (hydrofile) hoveder og lange fedtglade (hydrofobe) haler, der bestemmer, hvordan de arrangerer sig i rummet. I modsætning, AO1CB [7] er temmelig ukonventionel, da den danner vesikler i vand på trods af dens korte hydrofobe allyloxy -hale. Detaljeret analyse viste, at halerne forener AO1CB [7] molekyler til kolloidale partikler.

"At se AO1CB [7] danne en uklar løsning, når den blev rystet i vand, var en uventet overraskelse for teamet, "forklarer PARK Kyeng Min, den første og tilsvarende forfatter til undersøgelsen. "Vi tænkte på at udnytte denne nyopdagede ejendom og bruge disse vesikler som køretøjer til at bære kræftbekæmpende lægemidler. Derefter, ved at kontrollere, hvornår og hvor vesiklerne er brudt, stofferne kunne frigives efter anmodning. "

Udover at hjælpe AO1CB [7] med at samle sig selv, allyloxy-halen er også lysfølsom:den kan reagere med molekyler som f.eks. glutathion, der normalt findes i celler, når de bestråles af UV-lys (365 nanometer bølgelængde). På samme måde som en sæbeboble dukker op, reaktionen mellem halerne og glutathionmolekylerne bryder AO1CB [7] vesiklerne fra hinanden.

I stedet for at bruge UV-enkelt-fotonlaser til at fremme glutathion-allyloxy-halereaktionen, IBS-forskere anvendte en nær infrarød tofotonlaser, som har evnen til at trænge dybere ind i væv med øget nøjagtighed. Enkelt sagt, tofotonlaseren (bølgelængde 720 nanometer) er et bedre værktøj at bruge end en enkeltfotonlaser (365 nanometer), da den kan nå dybere inde i kødet med mindre spredning. Da det bestrålede område er mindre, lægemiddelleveringen er begrænset til det målrettede område, hvilket resulterer i mindre skade på sundt væv, der omgiver tumoren.

Forskergruppen anvendte denne teknologi til at levere det kemoterapeutiske lægemiddel Doxorubicin til livmoderhalskræftceller (HeLa -celler) i laboratoriet. De observerede, at stoffet var i stand til at forlade vesiklerne, nå kræftcellernes kerne, og til sidst dræbe dem.

"Disse undersøgelser på celleniveau repræsenterer en proof-of-concept demonstration. Nu vil vi udvide denne teknologi til dyremodeller, såsom kræftbærende mus, at kontrollere dens praktiske anvendelse i forskellige typer tumorer, "forklarer Park.