Gentændingskontakt i nanoskala kan hjælpe med at spotte og behandle kræft

(PhysOrg.com) -- I et bevis på hovedundersøgelse i mus, forskere ved Johns Hopkins og Virginia Commonwealth University (VCU) har vist, at et sæt genetiske instruktioner, der er indkapslet i en nanopartikel, kan bruges som en "tændingskontakt" til at øge genaktiviteten, der hjælper med at opdage og behandle kræft.

Knappen, kaldet en promotor, er et sæt kemiske bogstaver, der interagerer med DNA for at aktivere genaktivitet. I dette tilfælde, forskerne brugte en promotor kaldet PEG-Prom, klonet af VCU-forsker Paul Fisher, Ph.D. PEG-Prom aktiveres kun, når det er inde i kræftceller, ikke i normale.

"Med nuværende billedbehandlingsenheder som CT og PET, vi kan se, om der er noget galt hos en patient, men vi har ikke definitive værktøjer til at skelne kræft fra betændelse eller infektion, " siger Martin Pomper, M.D., Ph.D., professor i radiologi ved Johns Hopkins. "Det tager generelt mindst en måned efter at have givet patienter visse kræftbehandlinger, før eksisterende billedbehandlingsværktøjer kan måle patientens respons på behandlingen."

For at differentiere kræftceller fra normale celler, Johns Hopkins-forskere forbandt PEG-Prom til enten et gen, der producerer ildflue-luciferase, stoffet, der får ildfluer til at lyse, eller et gen kaldet HSV1tk, som igangsætter en kemisk reaktion med radioaktive mærker inde i cellen, som kan påvises af billeddannende apparater. En gang inde i en kræftcelle, PEG-Prom-kontakten er tændt, og det aktiverer enten luciferase- eller HSV1tk-genet.

Derefter, de fyldte PEG-Prom/gen-kombinationen i små kugler – omkring 50, 000 gange mindre end hovedet på en nål - og injiceret nanopartiklerne intravenøst ​​i mus med enten metastatisk brystkræft eller melanom.

Fundene, rapporteret i onlineudgaven af ​​12. december af Naturmedicin , afsløre en 30 gange forskel i at identificere kræftceller, der indeholder luciferase, og normale celler, der ikke indeholdt stoffet. Lignende resultater blev observeret i kræftceller fyldt med de radioaktive mærker og normale, der ikke var det.

"Denne type billedbehandlingsteknik har potentialet til at tilføje eksisterende værktøjer med mere specificitet til at identificere problemet, " siger Pomper.

Pomper siger, at teknikken sandsynligvis kan bruges i enhver kræftsygdom, og nanopartikel- og HSV1tk-genet, der anvendes i den aktuelle undersøgelse, er tidligere blevet testet i kliniske undersøgelser, der ikke er relateret til Pompers arbejde.

Ud over diagnose- og overvågningsværktøjer, Teknikken kunne designes til at levere terapier til hjertet af kræftceller. En tilgang, han siger er at bruge radioaktive isotoper til at gøre kræftceller radioaktive indefra, i stedet for at levere stråling til patienten eksternt.

Stadig, Pomper siger, en sådan teknik ville være begrænset til at identificere tumorer, der er to millimeter eller større, beløber sig til millioner af celler, fordi nuværende billedbehandlingsenheder ikke kan registrere noget mindre. Han siger også, at visse doser af nanopartikler kan være giftige, så hans team udfører test for at finde den bedste nanopartikel.