Håndtering af tumorer med jernoxid

(PhysOrg.com) - Detektering af kræftceller og ødelæggelse af dem, injicere lægemidler med ekstrem præcision i syge celler i menneskekroppen - det er blot to eksempler på, hvad EPFL -forskere forsøger at opnå ved hjælp af jernoxid -nanopartikler udviklet i School's Powder Technology Laboratory (LTP).

Kun 5-10 nanometer i diameter (en nanometer er en milliontedel af en millimeter), de superparamagnetiske jernoxid -nanopartikler, der undersøges af professor Heinrich Hofmanns LTP -team, er lovende, fordi de udviser magnetiske egenskaber, når de udsættes for et eksternt magnetfelt. Denne egenskab er vigtig for visse medicinske anvendelser, såsom diagnosticering af sygdomme såsom gigt, lokalisering af tumorer, og ødelægger kræftceller hos patienter.

Opdager kræft

EPFL -forskerne ser på tre hovedapplikationer:diagnostik, behandling og eliminering af maligne celler. "I praksis, jernoxidpartikler bruges allerede som kontrastmidler i Magnetic Resonance Imaging (MRI) i levertumor tilfælde, ”Bemærker Hofmann. ”Vi studerer, hvordan man anvender denne metode til alle slags tumorer og om muligt til andre sygdomme, som Gigt. Sidstnævnte er målet for et stort EU FP-7-projekt (Nanodiara). ”Sådan fungerer det:kræftceller har receptorer på deres overflade, en slags mobil -ID. Dækningen på nanopartiklerne tilpasses i overensstemmelse hermed (via antistoffer, for eksempel), så når de først er injiceret intravenøst, de vil kun vedhæfte receptorerne på kræftcellerne. Og fordi en jernoxidpartikel ændrer vævskontrast, når den udsættes for et magnetfelt, det er således muligt at fastslå den nøjagtige placering af kræftceller ved hjælp af MR. "Indtil videre er denne teknik kun blevet valideret til levertumorer, fordi for hver kræftform, overfladeelementer skal tilføjes, som ændrer partiklernes adfærd. Alligevel er det ret svært at forstå nanopartiklers adfærd i en kompleks væske, såsom blod, ”Forklarer han.

Målrettet behandling

Et aspekt af forskningen fokuserer på en spændende ny applikation:målrettet lægemiddellevering til bestemte celler. "Det er muligt for jernoxid -nanopartikler at trænge direkte ind i en celles organeller. Denne ejendom åbner mulighed for at levere et lægemiddel lige ind i det indre af en celle, ”Forklarer Hofmann. Dette har klare fordele i forhold til eksisterende metoder til levering af lægemidler. Universitetet i Genève, radiologiprofessor Jean-Paul Vallée siger:

"I de nuværende systemiske lægemiddelbehandlinger, stoffet leveres ikke selektivt i kroppen, men absorberes bredt. Med denne nye metode, vi ville være i stand til at undgå visse bivirkninger og kun levere stoffet til de celler, der skal behandles. ”

Ødelægger tumorer med varme

Ud over at detektere specifikke celler og levere medicin direkte ind i dem, jernoxidpartikler har også evnen til at ødelægge knogletumorer hypertermisk. Ved knoglekræft, metastaser udvikler sig ofte i rygsøjlen. En aktuel behandling involverer at injicere et cementlignende stof i hvirvlerne. Når dette polymerbaserede stof er i kroppen, det størkner og stabiliserer dermed ryghvirvlerne. Ifølge forskerne, hvis superparamagnetiske partikler blev tilsat cementen inden injektion, det ville være muligt at overføre energi ved at anvende et eksternt alternativt magnetfelt, dermed opvarmes implantatet til 46 ° C. Denne procedure ville selektivt ødelægge kræftceller i nærheden, fordi de er mindre varmetolerante end normale væv. "Denne metode ville være mindre aggressiv end lasere, som også brænder sunde celler og efterlader affaldsmaterialer, ”Tilføjer Hofmann.

I øjeblikket, disse tre applikationer er i præklinisk fase, og er en del af flere projekter, der involverer mange partnere, såsom Lausanne Universitetshospitaler (CHUV), universitetet i Genève og det schweiziske center for elektronik og mikroteknologi (CSEM), samt virksomheder som ANTIA eller MERCK-Serono.