Kræftlægemiddel forbundet med kvantepunkter øger lægemiddeloptagelsen, reducerer betændelse

Forskere ved universitetet i Buffalo har udviklet en ny teknologi ved hjælp af kvantepunkter, der forventes at få store konsekvenser for forskning og behandling af tuberkulose, samt andre inflammatoriske lungesygdomme.

Et papir, der vises online i Nanomedicin:Nanoteknologi, Biologi og medicin som en artikel i pressen beskriver specifik levering af et kemoterapeutisk lægemiddel til specifikke celler i lungen, især den alveolære hvide celle, uden at forårsage akut betændelse.
Quantum prikker er små halvlederpartikler generelt ikke større end 10 nanometer, der kan få fluorescens i forskellige farver afhængigt af deres størrelse. Forskere er interesserede i kvanteprikker, fordi de er en suveræn bærer og holder meget længere end konventionelle farvestoffer, der bruges til at mærke molekyler, som normalt holder op med at udsende lys på få sekunder.

"Evnen til at målrette mod bestemte celler i lungen uden at udsætte omgivende celler og væv eller fjerne organer for de skadelige virkninger af lægemidler er en spændende vej at undersøge, "siger Krishnan V. Chakravarthy, Ph.d., en stipendiat ved UB School of Medicine og Biomedical Sciences fælles MD/PhD -program og hovedforfatter på papiret.

"Vi har været i stand til at bevise dette i både dyrkede celler og hos dyr, "fortsætter han." Teknologien er stadig i sin vorden, men at kunne udføre disse forsøg i hele dyret gør det mere lovende som en klinisk anvendelse. Det langsigtede mål ville være at foretage målrettet lægemiddellevering gennem aerosoliserede teknikker, gør den velegnet til klinisk brug. "

Forskere i UB's Institute of Lasers, Photonics og Biophotonics har gjort store fremskridt i brugen af ​​kvantepunkter, undertiden kaldet kunstige atomer, at bygge nye enheder til biologisk og miljømæssig sensing.

I denne forskning, kvanteprikker blev forbundet med doxorubicin, et kemoterapimiddel mod kræft, at målrette mod specifikke lungeceller, kendt som alveolære makrofager (aMØ), som spiller en kritisk rolle i patogenesen af ​​forskellige inflammatoriske lungeskader.

"AMØ er den vagtpostcelle, der er involveret i at lede værtsens medfødte og adaptive immunresponser involveret i infektiøse og ikke-infektiøse lungesygdomme, såsom KOL, "bemærker Chakravarthy." aMØs centrale rolle som reaktion på miljøpåvirkninger gør disse celler til en ideel kandidat til målrettet lægemiddellevering for at modulere immun/inflammatorisk respons. "

For at teste evnen af ​​forbundet quantum dot-doxorubicin (QD-DOX) til at reducere lungebetændelse, forskerne leverede QD-DOX eller doxorubicin alene til rotter og mus og vurderede skaden på lungen. Doxorubicin, et ofte brugt kræftmiddel, vides at forårsage en række skadelige immunresponser hos kræftpatienter.

Resultaterne viste, at QD-DOX øgede optagelsen af ​​lægemidlet sammenlignet med doxorubicin alene, og forårsagede ikke en så signifikant pro-inflammatorisk reaktion som doxorubicin alene. Forskerne demonstrerede også, at stoffet frigives fra QD-DOX-formuleringen, når det er leveret i den målrettede celle og stadig bevarer sin bioaktivitet.

"Baseret på disse resultater, vi mener, at sammenkædning af kvanteprikker med terapeutiske lægemidler kan have et enormt potentiale for diagnose og behandling af lungeskader sammenlignet med andre nanopartikelformuleringer, og bør videreudvikles til lungefarmakoterapiprogrammer, "siger Chakravarthy.