Forskere opdager ny materialetilgang til bekæmpelse af kræft (med video)

(PhysOrg.com) - Forskere fra U.S. Department of Energy's Argonne National Laboratory og University of Chicago Medical Center ryster op i verden af ​​materialevidenskab og kræftforskning på forsiden af ​​februar 2010-udgaven af ​​tidsskriftet Naturmaterialer .

Hjernekræft er notorisk vanskelig at behandle med standard kræftbekæmpelsesmetoder, så videnskabsmænd har kigget uden for standardmedicin og ind i nanomaterialer som et behandlingsalternativ.

"Vores mission er at udvikle avancerede 'smarte' materialer med unikke egenskaber, " sagde Elena Rozhkova, en nanoforsker med Argonne's Center for Nanoscale Materials. "Disse bestræbelser er rettet mod at forbedre den nationale livskvalitet, herunder skabelse af nye medicinske teknologier."

Et team af forskere, herunder Rozhkova, Dong-Hyum Kim, Valentin Novosad, Tijana Rajh og Samuel Bader fra Argonne, og Maciej Lesniak og Ilya Ulasov fra University of Chicago Brain Tumor Center, udviklet en teknik, der bruger guldbelagte jern-nikkel mikroskiver forbundet med hjernekræftsøgende antistoffer til at bekæmpe kræft. Mikroskiverne er et eksempel på et nanomagnetisk materiale og kan bruges til at sondere cellemekanik og aktivere mekanofølsomme ionkanaler, samt fremme kræftbehandlinger.

Skiverne har en spin-hvirvel grundtilstand og sidder i dvale på kræftcellen, indtil der påføres et lille vekslende magnetfelt, og hvirvlerne skifter, skabe en svingning. Energien fra oscillationen overføres til cellen og udløser apoptose, eller "celle-selvmord".

Da antistofferne kun tiltrækkes af hjernekræftceller, processen efterlader omgivende sunde celler uskadte. Dette gør dem i modsætning til traditionelle kræftbehandlingsmetoder, såsom kemoterapi og stråling, som påvirker både kræft og normale raske celler negativt.

"Vi er meget begejstrede for denne sammensmeltning af materialer og biovidenskab, men vi er stadig i de meget tidlige forskningsstadier, " sagde materialeforsker Valentyn Novosad. "Vi planlægger snart at begynde at teste på dyr, men vi er flere år væk fra menneskelige forsøg. Alt er stadig eksperimentelt."

Sammen med fortsat test og forskning af behandlingen, forskere er også nødt til at undersøge eventuelle bivirkninger, som hidtil ikke har været set i laboratoriet.

"Brugen af ​​nanomaterialer til kræftbehandling er ikke et nyt koncept, men evnen til at dræbe cellerne uden at skade omkringliggende raske celler har et utroligt potentiale, " sagde Rozhkova. "Et sådant emne kan kun behandles med ekspertise fra markant forskellige discipliner såsom fysik, kemi, biologi og nanoteknologi og kan gøre en stor indflydelse på vigtige områder af videnskab og moderne avancerede teknologier."