Nanobobler dræber kræftceller

(PhysOrg.com) - Brug af lasere og nanopartikler, forskere ved Rice University har opdaget en ny teknik til at udskille individuelle syge celler og ødelægge dem med små eksplosioner. Forskerne brugte lasere til at lave "nanobobler" ved at zappe guld-nanopartikler inde i celler. I test på kræftceller, de fandt ud af, at de kunne tune laserne til at skabe enten små, lyse bobler, der var synlige, men harmløse eller store bobler, der sprængte cellerne.

"Enkeltcellemålretning er en af ​​de mest berømte fordele ved nanomedicin, og vores tilgang lever op til det løfte med en lokaliseret effekt inde i en individuel celle, " sagde risfysiker Dmitri Lapotko, den ledende forsker på projektet. "Idéen er at opdage og behandle usunde celler tidligt, før en sygdom udvikler sig til at gøre folk ekstremt syge."

Forskningen er tilgængelig online i tidsskriftet Nanoteknologi .

Nanobobler dannes, når guld nanopartikler rammes af korte laserpulser. De kortlivede bobler er meget lyse og kan gøres mindre eller større ved at variere laserens effekt. Fordi de er synlige under et mikroskop, nanobobler kan bruges til enten at diagnosticere syge celler eller til at spore de eksplosioner, der ødelægger dem.

I laboratorieundersøgelser offentliggjort sidste år, Lapotko og kolleger ved Laboratory for Laser Cytotechnologies på A.V. Lykov Heat and Mass Transfer Institute i Minsk, Hviderusland, påført nanobobler på arteriel plak. De fandt ud af, at de kunne sprænge lige igennem de aflejringer, der blokerer arterier.

"Boblerne fungerer som en jackhammer, " sagde Lapotko.

I den aktuelle undersøgelse, Lapotko og Rice -kollega Jason Hafner, lektor i fysik og astronomi og kemi, testet tilgangen på leukæmiceller og celler fra hoved- og halskræft. De knyttede antistoffer til nanopartiklerne, så de kun ville målrette mod kræftcellerne, og de fandt frem til, at teknikken var effektiv til at lokalisere og dræbe kræftcellerne.

Lapotko sagde, at nanobobleteknologien kunne bruges til "teranostik, " en enkelt proces, der kombinerer diagnose og terapi. Derudover fordi de celle-sprængende nanobubbler også dukker op på mikroskoper i realtid, Lapotko sagde, at teknikken kan bruges til post-terapeutisk vurdering, eller hvad læger ofte omtaler som "vejledning".

Hafner sagde, "Boblernes mekaniske og optiske egenskaber giver unikke fordele ved at lokalisere de biomedicinske applikationer til det individuelle celleniveau, eller måske endda at arbejde inden for celler. "