Biokompatible kvanteprikker billeder af tumorer i levende dyr

Kvanteprikker, små halvledernanopartikler, der fluorescerer klart med skarpt definerede farver, har et enormt løfte som biomedicinske billeddannende midler bortset fra ét problem - de fleste er lavet af potentielt farlige materialer som cadmium og selen. Nu, imidlertid, et samarbejde mellem forskere ved Stanford University og Xiamen University i Kina har produceret en stabil, biokompatibel kvanteprik, der ser ud til at have det ønskede sæt egenskaber, der er nødvendige for biomedicinsk billeddannelse.

Holdet ledet af Zhen Cheng fra Xiamen University og Sanjiv Gambhir fra Stanford University School of Medicine rapporterede om deres arbejde i tidsskriftet Nano bogstaver . Dr. Gambhir er co-principal investigator for Stanford University Center for Cancer Nanotechnology Excellence and Translation.

For at løse problemet med biokompatibilitet, efterforskerne søgte efter halvledende materialer, der havde de ønskede optiske egenskaber til at fluorescere i det nær-infrarøde område af spektret og alligevel ikke var potentielt giftige. De slog sig ned på en kombination af indiumphosphid og zinksulfid og skabte en nanopartikel med en indiumphosphidkerne og en zinksulfidskal. De resulterende kvanteprikker fluoreserede klart ved 710 nanometer, en bølgelængde af lys, der passerer gennem biologiske væv og kan ses inde fra kroppen. For at forbedre de farmakologiske egenskaber af kvanteprikkerne - deres evne til at rejse uhindret gennem blodstrømmen, trænge ind i væv, og nå biologiske mål - forskerne coatede nanopartiklerne med en biokompatibel polymer kendt som en dendrimer. Denne belægning tjente også som et bekvemt fastgørelsespunkt for et peptid med tre aminosyrer arginin-glycin-asparaginsyre, kendt som RGD, der er rettet mod mange typer tumorer.

Tests med cancerceller og tumorbærende dyr viste, at disse nanoprober tydeligt afbildede tumorer, der vides at binde til RGD. På grund af deres lille størrelse, kvanteprikkerne akkumuleret i tumorer via de utætte blodkar, der omgiver tumorer. Biodistributionstests viste, at cirka 60 procent af en injiceret dosis af de nye kvanteprikker blev fjernet fra kroppen inden for en dag, og at 100 procent clearance blev opnået inden for en uge. Lige vigtigt, dyr doseret med denne nye type nanopartikler oplevede ingen tilsyneladende skadelige virkninger.

Dette arbejde, som er beskrevet i et papir med titlen, "En ny klinisk oversættelig fluorescerende nanopartikel til målrettet molekylær billeddannelse af tumorer i levende individer, " blev delvist støttet af NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, et omfattende initiativ designet til at fremskynde anvendelsen af ​​nanoteknologi til forebyggelse, diagnose, og behandling af kræft. Et sammendrag af denne artikel er tilgængelig på tidsskriftets hjemmeside.