Nanoprober rammer mål i tumorer, kunne mindske kemo-bivirkninger

(PhysOrg.com) - Små nanoprober har vist sig at være effektive til at levere kræftlægemidler mere direkte til tumorceller - afbøde skaden på nærliggende raske celler - og Purdue University-forskning har vist, at nanoproberne får lægemidlerne til de rigtige cellulære rum.

Professor Joseph Irudayaraj og kandidatstuderende Jiji Chen, både i Institut for Jordbrugs- og Biologisk Teknik, har fundet ud af, at nanosonderne, eller nanorods, når belagt med brystkræftlægemidlet Herceptin, når cellernes endosomer, efterligner leveringen af ​​lægemidlet alene. Endosomer udfører en sorteringsfunktion for at levere lægemidler og andre stoffer til de relevante steder.

"Vi har demonstreret evnen til at spore disse nanopartikler i forskellige cellulære rum af levende celler og vise, hvor de samler sig kvantitativt, " sagde Irudayaraj, hvis resultater blev offentliggjort tidligt online i tidsskriftet ACS Nano . "Vores metoder vil give os mulighed for at beregne mængden af ​​et lægemiddel, der er nødvendigt for at behandle en kræftcelle, fordi vi nu ved, hvordan disse nanopartikler bliver fordelt til forskellige dele af cellen."

Nanosonderne, som er omkring 1, 000 gange mindre end diameteren af ​​et menneskehår, er lavet af guld og magnetiske partikler. En MR-maskine kan spore de magnetiske dele af nanoproberne, mens en mere følsom mikroskopiproces kan opdage guldet.

Nanoproberne blev indsat i levende humane tumorceller under laboratorietestning. Brug af fluorescerende markører til at differentiere organeller, eller underenheder af celler, Irudayarajs gruppe var i stand til at bestemme antallet af nanoprober, der akkumulerede i endosomerne, lysosomer og membraner af disse celler.

Kræftbehandlinger bruger ofte høje lægemiddelkoncentrationer, der beskadiger raske celler i nærheden af ​​en tumor. Mens Herceptin tiltrækkes af og binder sig til proteinerne på overfladen af ​​brystkræftceller, sunde omgivende celler absorberer nogle af kemoterapimidlerne gennem normalt væskeindtag.

Irudayaraj sagde, at målretning af kun tumorceller med nanoprober ville kræve mindre lægemidler og afbøde bivirkningerne af kemoterapi-medicin.

"Hver nanopartikel fungerer som en udbringer af en postpakke, eller dosis, af lægemidlet direkte til det passende sted, " sagde Irudayaraj.

I Irudayarajs laboratorietest, endosomer modtog en stor del af nanoroderne indeholdende Herceptin. Lysosomer, som fungerer som affaldsopsamlingsenheder i celler og hindrer et lægemiddels effektivitet, modtog en lavere koncentration af nanorods.

Irudayaraj sagde, at disse procenter svarer til, hvordan celler distribuerer lægemidler gennem traditionelle behandlinger.

Irudayaraj vil dernæst forsøge at knytte flere lægemidler til en nanopartikel og spore deres fordeling inden for celler. Han ønsker også at bestemme tidspunktet for et lægemiddels frigivelse fra nanoproberne efter vedhæftning til tumorcellerne.

Mere information: Kvantitativ undersøgelse af kompartmentaliseret dynamik af ErbB2-målrettet guld-nanorods i levende celler ved enkeltmolekylespektroskopi, Jiji Chen og Joseph Irudayaraj, ACS Nano .

Kilde:Purdue University (nyheder:web)