Sukkerbelagte nanorør leverer højdosis strålebehandling

Startende med simple kulstof nanorør, et team af forskere fra Storbritannien og Spanien har udviklet en sukkerbelagt nanokapsel, der kan levere store doser radioaktivitet til tumorer. Forskerne forestiller sig at udvikle en serie af leveringsanordninger i nanoskala, der kan målrette specifikke organer i kroppen til strålebehandling eller billeddannelse ved at pille ved sukkerbelægningen på nanokapslen.

Forskerholdet blev ledet af Benjamin Davis fra Oxford University, Kostas Kostarelos fra University of London, og , og Gerard Tobias fra Institut de Cičncia de Materials de Barcelona. Efterforskerne rapporterede resultaterne af deres arbejde i journalen Naturmaterialer.

For at skabe deres indlæste nanorør, efterforskerne forbereder en blanding af kulstofnanorør og natriumiodid fremstillet af radioaktivt jod-125 inde i en silicaampul og opvarmede den til 900°C i fire timer. Når den opvarmes til denne temperatur, natriumiodid og andre metalsalte danner nanokrystaller inde i nanorørene. Mens nanorørene afkøles, deres ender forsegler sig selv, at fange de radioaktive nanokrystaller sikkert inde i kulstofbeholderne. Efter vask af de forseglede rør for at fjerne eventuelle salte, der ikke er indkapslet, forskerne udfører derefter en mild kemisk reaktion, der efterlader endehætterne uændrede, mens de tilføjer kemiske grupper, som sukkermolekyler kan binde sig til. I et sidste trin, forskerne tilføjer en af ​​mange typer sukkermolekyler til nanorørets overflade. I dette studie, de brugte et simpelt sukker kendt som N-acetylglucosamin. Forskerne bemærker, at dette syntetiske skema kan bruges til at tilføje andre radioaktive metalsalte til nanorør og til at tilføje andre sukkermolekyler til overfladen af ​​nanorørene.

Talrige test viste, at radioaktiv nyttelast forblev fanget i de forseglede nanorør under en række fysiologiske forhold. Når det injiceres i halevenen hos mus, forskerne var i stand til at afbilde nanorørene, når de akkumulerede i lungerne ved hjælp af en almindelig billedteknologi kendt som single photon-emission computertomografi, eller SPECT.

Når det sprøjtes ind i kroppen, frit natriumiodid koncentreres normalt i skjoldbruskkirtlen, ikke lungerne. Kulstof nanorørene akkumulerede ikke i leveren, milt, og nyrer eller andre organer, der normalt akkumulerer injicerede nanopartikler. Forskerne antager, at N-acetylglucosamin målretter nanorørene til lungen ved at binde sig til et lungespecifikt protein, der vides at binde tæt til dette sukker.

Dette arbejde er beskrevet detaljeret i et papir med titlen, "Fyldte og glykosylerede kulstofnanorør til in vivo radioemitterlokalisering og billeddannelse." Et sammendrag af denne artikel er tilgængelig på tidsskriftets hjemmeside.