Opdager, behandler tumorer, og overvågning af respons på terapi med guld nano-popcorn

Ved at bruge en to-trins proces, der skaber guld nanopartikler, der ligner kerner af popcorn, forskere ved Jackson State University har skabt en målrettet nanopartikel, der kan detektere så få som 50 maligne prostataceller og tjene som en termisk skalpel, der kan dræbe cellerne. I øvrigt, det optiske signal produceret af disse nanopartikler ændrer sig, når celler dør, tilvejebringelse af et middel til at spore prostatatumorcellers respons på termisk terapi.

Paresh Ray ledede Jackson State-holdet, der udførte denne undersøgelse. Resultaterne af holdets arbejde blev offentliggjort i Journal of the American Chemical Society .

Som syntetiseret, nanopartiklerne i sig selv ville være giftige i kroppen, men forskerne udnyttede den giftige komponent til at vedhæfte tumormålrettede aptamerer og monoklonale antistoffer til de popcornformede guldkonstruktioner. Når det bestråles med lys, nanopartiklerne udsender lys med en anden frekvens, der kan detekteres ved hjælp af overfladeforstærket Raman-spektroskopi, eller SERS. Nanopartiklerne er så effektive SERS-billeddannelsesmidler, at de producerer et detekterbart optisk signal efter binding til klynger på kun 50 celler takket være det faktum, at nanopartiklerne derefter aggregerer i klynger, der producerer "hotspots" i et SERS-billede.

Når først bundet til prostatacancerceller, guld-nanopartiklerne kan absorbere lys og omdanne det til varme, hæve den lokale temperatur til 48 C, hvilket er tilstrækkeligt til at dræbe de tumorceller, som de er knyttet til. Under dette eksperiment, forskerne bemærkede, at SERS-signalintensiteten faldt, efterhånden som tumorcellerne døde. Yderligere undersøgelser viste, at der var en direkte, lineær sammenhæng mellem antallet af dræbte celler og reduktionen i signalintensitet, tyder på, at denne type måling kunne vise sig nyttig til at vurdere den terapeutiske effekt efter fototermisk terapi.

Dette arbejde er beskrevet detaljeret i et papir med titlen, "Guld nano-popcorn-baseret målrettet diagnose, Nanoterapi behandling, og in situ overvågning af fototermisk terapirespons af prostatacancerceller ved hjælp af overfladeforstærket Raman-spektroskopi." Et sammendrag af dette papir er tilgængeligt på tidsskriftets hjemmeside.