Smarte kræft -nanofibre:Indstiller behandlinger til at arbejde sammen

Japanske forskere rapporterer, at inkorporering af magnetiske nanopartikler og et lægemiddel mod kræft i tværbundne polymer nanofibre udgør en dobbelt behandling til bekæmpelse af kræft med færre bivirkninger.

Stimuli-responsive eller 'smarte' polymere nanofibre har tiltrukket sig stigende opmærksomhed. Strukturerne i nanoskala giver anledning til høj følsomhed over for stimuli, mens de også let kan manipuleres som makroskopiske materialer. Nu har forskere ved University of Tsukuba og National Institute of Materials Science i Japan demonstreret, hvordan de kan bruges til at være vært for magnetiske nanopartikler til at udnytte hypertermale virkninger til behandling af kræft og samtidig undgå de sædvanlige bivirkninger. Inkorporeringen af ​​doxorubicin i nanofibrene tillader også kontrolleret frigivelse af anticancerlægemidlet som en yderligere mekanisme til at dræbe kræftceller.

Magnetiske nanopartikler kan dræbe kræftceller gennem den varme, der genereres ved induktion, når de udsættes for et vekslende magnetfelt. Sådanne hypertermiske behandlinger har også vist sig at forbedre effektiviteten af ​​kræftlægemidler. Men nanopartiklerne kan også føre til nedsat mitokondriefunktion, betændelse, og DNA-skader. At inkorporere nanopartiklerne i nanofibre kan give en løsning.

Young-Jin Kim, Mitsuhiro Ebara, og Takao Aoyagi elektrspundet fibrene fra en opløsning af polymeren poly(NIPAAm-co-HMAAm) blandet med en opløsning af magnetiske nanopartikler og doxorubicin. Opvarmningen forårsaget af nanopartiklerne, når der tændes for et vekslende magnetfelt, forårsagede hypertermiske effekter, samt reversibel afsvulmning og deformation af fibrene, som frigav lægemiddelmolekylerne. Undersøgelser in vitro og i cellelinier viste effektiv aflivning af kræftceller, som var stærkt reduceret for hypertermiske behandlinger alene i fravær af doxorubicin.

"Doxorubicin/nanofiber med magnetiske nanopartikler inducerede apoptose af kræftceller på grund af en synergistisk effekt af kemoterapi og hypertermi, " siger forfatterne. Værket demonstrerer, hvordan smarte nanofibre har potentiale til brug som et manipulerende materiale, der kombinerer hypertermi og lægemiddelfrigivelsesbehandlinger, der kan kontrolleres med den simple tænding eller slukning af et vekslende magnetfelt.