Forskere bruger nanopartikler som ødelæggende fyrtårn til at zappe tumorer

En gruppe forskere fra Wake Forest University Baptist Medical Center udvikler en måde at behandle kræft på ved hjælp af lasere til at tænde små nanopartikler og ødelægge tumorer med den efterfølgende varme.

I dag på det 52. årlige møde i American Association of Physicists in Medicine (AAPM) i Philadelphia, de vil beskrive den seneste udvikling for denne teknologi:jernholdige multi-walled carbon nanorør (MWCNT)-tråde af hul kul, der er 10 tusinde gange tyndere end et menneskehår.

I laboratorieforsøg, teamet viste, at ved hjælp af en MR -scanner, de kunne forestille sig disse partikler i levende væv, se, da de nærmede sig en tumor, zap dem med en laser, og ødelægger tumoren i processen.

Hvis det lyder som science fiction, det er ikke. Arbejdet bygger på en eksperimentel teknik til behandling af kræft kaldet laserinduceret termisk terapi (LITT), som bruger energi fra lasere til at opvarme og ødelægge tumorer. LITT virker i kraft af, at visse nanopartikler som MWCNT'er kan absorbere energien fra en laser og derefter omdanne den til varme. Hvis nanopartiklerne zappes i en tumor, de vil koge energien af ​​som varme og dræbe kræftcellerne.

Problemet med LITT, imidlertid, er, at mens en tumor kan være tydeligt synlig ved en medicinsk scanning, partiklerne er ikke. De kan ikke spores, når de er injiceret, som kunne bringe en patient i fare, hvis nanopartiklerne blev zappet væk fra tumoren, fordi den afvigende opvarmning kunne ødelægge sundt væv.

Nu har teamet fra Wake Forest Baptist for første gang vist, at det er muligt at gøre partiklerne synlige i MR -scanneren for at tillade billeddannelse og opvarmning på samme tid. Ved at lægge MWCNT -partiklerne med jern, de bliver synlige i en MR -scanner. Brug af væv indeholdende musetumorer, de viste, at disse jernholdige MWCNT-partikler kunne ødelægge tumorerne, når de blev ramt med en laser.

"At finde den nøjagtige placering af nanopartiklen i menneskekroppen er meget vigtig for behandlingen, "siger Xuanfeng Ding, FRK., der præsenterer værket i dag i Philadelphia. "Det er virkelig spændende at se tumoren mærket med nanorørene begynde at skrumpe efter behandlingen."

Resultaterne er en del af Dings igangværende ph.d. specialearbejde-et tværfagligt projekt ledet af Suzy Torti, Ph.d., professor i biokemi ved Wake Forest Baptist, og David Carroll, Ph.d., direktør for Wake Forest University Center for nanoteknologi og molekylære materialer, der også omfatter WFB Department of Physics, Stråling onkologi, Kræftbiologi, og biokemi.

En tidligere undersøgelse af samme gruppe viste, at laserinduceret termisk terapi ved hjælp af en nært beslægtet nanopartikel faktisk øgede den langsigtede overlevelse af mus med tumorer. Det næste trin i dette projekt er at se, om de jernbelastede nanopartikler kan gøre det samme.

Hvis arbejdet viser sig at være vellykket, det kan en dag hjælpe mennesker med kræft, selvom teknologien skulle vise sig sikker og effektiv i kliniske forsøg.

Dan Bourland, Ph.d., lektor i strålingsonkologi og Dings rådgiver, roser den høje kvalitet i Dings arbejde og siger, at projektet er et stærkt eksempel på nutidens "teamvidenskab", der er nødvendig for succes på de biomedicinske områder.