Unik nanobærer målretter lægemiddellevering til kræftceller

En unik nanostruktur udviklet af et team af internationale forskere, inklusive dem på University of Cincinnati, lover forbedret alt-i-en-detektion, diagnoser og lægemiddelbehandling af kræftceller.

Den første af sin slags nanostruktur er usædvanlig, fordi den kan bære en række forskellige kræftbekæmpende materialer på dens dobbeltsidede (Janus) overflade og i dens porøse indre. På grund af sin unikke struktur, nano-bæreren kan gøre alt af følgende:

• Transporter kræftspecifikke detektionsnanopartikler og biomarkører til et sted i kroppen, f.eks., brystet eller prostataen. Dette lover tidligere diagnosticering, end det er muligt med nutidens værktøjer.
• Fastgør fluorescerende markørmaterialer for at belyse specifikke kræftceller, så de er nemmere at lokalisere og finde til behandling, hvad enten det drejer sig om medicinafgivelse eller operation.
• Levere anti-cancer lægemidler til præcis målrettet behandling af kræftceller, hvilket burde resultere i få lægemiddelbivirkninger. I øjeblikket, en kræftbehandling som kemoterapi påvirker ikke kun kræftceller, men også raske celler, fører til alvorlige og ofte invaliderende bivirkninger.

Denne forskning, med titlen "Dual Surface Functionalized Janus Nanocomposites of Polystyrene//Fe304@Si02 for Simultaneous Tumor Cell Targeting and pH-triggered drug release, " vil blive præsenteret som en inviteret tale den 30. okt. 2013, ved den årlige Materials Science &Technology Conference i Montreal, Canada. Forskere er Feng Wang, en tidligere UC-doktorand og nu postdoc ved University of Houston; Donglu Shi, professor i materialevidenskab og teknik ved UC's College of Engineering and Applied Science (CEAS); Yilong Wang fra Tongji University, Shanghai, Kina; Giovanni Pauletti, UC-lektor i farmaci; Juntao Wang fra Tongji University, Kina; Jiaming Zhang fra Stanford University; og Rodney Ewing fra Stanford University.

Denne nyligt udviklede Janus nanostruktur er usædvanlig i det, normalt, disse super-små strukturer (der er meget mindre end en enkelt celle) har begrænset overflade. Dette gør det svært at bære flere komponenter, f.eks., både kræftdetektion og materialer til levering af lægemidler. Janus nanokomponenten, på den anden side, har funktionelt og kemisk adskilte overflader, så den kan bære flere komponenter i en enkelt samling og fungere på en intelligent måde.

"I denne indsats, vi bruger eksisterende grundlæggende nanosystemer, såsom kulstof nanorør, grafen, jernoxider, silica, kvanteprikker og polymere nanomaterialer for at skabe en alt-i-en, multidimensionel og stabil nanobærer, der giver billeddannelse, cellemålretning, medicinopbevaring og intelligent, kontrolleret frigivelse af lægemidler, " sagde UC's Shi, tilføjer, at nano-bærerens løfte i øjeblikket er størst for kræftformer, der er tæt på kroppens overflade, såsom bryst- og prostatakræft.

Hvis en sådan nanoteknologi en dag kan blive normen for opdagelse af kræft, det lover tidligere, hurtigere og mere præcis diagnose til lavere omkostninger end nutidens teknologi. (I øjeblikket, de mest almindelige metoder, der anvendes til kræftdiagnostik, er magnetisk resonansbilleddannelse eller MR; Positron Emission Tomography eller PET; og computertomografi eller CT-billeddannelse, imidlertid, de er dyre og tidskrævende at bruge.)

Ud over, når det kommer til medicinafgivelse, nanoteknologi som denne Janus-struktur, ville bedre kontrollere lægemiddeldosis, da den dosis ville være målrettet mod kræftceller. På denne måde lægemidler mod kræft kunne bruges meget mere effektivt, som ville, på tur, sænke den samlede mængde af indgivet lægemiddel.