Korte nanorør retter sig mod kræft i bugspytkirtlen

(Phys.org) – Kort, skræddersyede kulstofnanorør har potentiale til at levere medicin til kræftceller i bugspytkirtlen og ødelægge dem indefra, ifølge forskere ved Rice University og University of Texas MD Anderson Cancer Center.

Uberørte nanorør produceret gennem en ny proces udviklet hos Rice kan modificeres til at transportere lægemidler til tumorer gennem huller i blodkarvægge, som større partikler ikke kan passe igennem.

Nanorørene kan derefter målrette og infiltrere kræftcellernes kerner, hvor stofferne kan frigives gennem sonikering – dvs. ved at ryste dem.

Forskningen ledet af Rice -kemiker Andrew Barron blev rapporteret i Royal Society of Chemistry's Journal of Materials Chemistry B .

De fleste kræft i bugspytkirtlen dør inden for et år efter diagnosen og har en femårig overlevelsesrate på 6 procent, dels fordi der ikke er nogen metode til tidlig opdagelse, ifølge American Cancer Society. Tumorer er ofte inoperable, og bugspytkirtelkræftceller er også svære at nå med kemoterapi, sagde medforfatter Jason Fleming, professor i kirurgisk onkologi ved MD Anderson.

"Disse resultater er opmuntrende, fordi de tilbyder en potentiel leveringsløsning til patienter med bugspytkirtelkræft, hvis tumorer modstår standard kemoterapi, " sagde Fleming. "Der er molekylære og biologiske barrierer for effektiv levering af kemoterapi til bugspytkirtelkræfttumorer, og disse nanorør kan måske gøre nogle af dem irrelevante."

Risforskere gjorde nanorør rene nok til at modificere til formålet og små nok til at presse igennem kroppens forsvar, sagde Barron. Forskerne vidste fra tidligere arbejde, at nanorør kunne ændres - en proces kaldet funktionalisering - til at bære kemoterapimidler og frigive dem med en kontrolleret hastighed gennem sonikering.

"Denne gang, vi forsøgte at finde ud af, hvor lange rørene skulle være og omfanget af funktionalisering for at maksimere cellernes optagelse, " sagde Barron.

Flere opdagelser var nøglen, han sagde. Først, Ris -kandidatstuderende, alumnus og medforfatter Alvin Orbaek rensede carbon nanorørene af jernkatalysatorer, der var nødvendige for deres vækst, ved at skylle dem med chlor. "Efterladte jernpartikler beskadiger rørene gennem oxidation, "Barron sagde." Det gør efterfølgende brug vanskelig. "

Det næste trin var at skære nanorørene ned i størrelse. Meget lange nanorør er floppy og svære at have med at gøre, sagde Barron. Enrico Andreoli, en postdoktoral forskningsmedarbejder i Barrons gruppe og hovedforfatter af papiret, brugt en termisk proces til at hakke dem til en gennemsnitlig længde på 50 nanometer. (Et menneskehår er omkring 100, 000 nanometer bred.)

"I stedet for at ende med et luftigt nanorørpulver, vi får noget, der ligner en hockeypuck, "Barron sagde." Det er ikke tæt - det ligner en svampet puck - men du kan skære det med et barberblad. Du kan veje det og lave nøjagtig kemi med det."

Barrons laboratorium tilføjede polyethylenimin (PEI) til nanorøroverfladerne. I laboratorietests, de modificerede rør blev let spredt i væske og var i stand til at passere gennem barrierer ind i levende cancerceller for at infiltrere kernerne. En lille-molekylvariant af PEI viste sig at være mindre giftig for celler end større versioner, Sagde Barron.

"Denne forskning viser, at partiklerne er små nok til at komme ind i celler, hvor du gerne vil have dem, og at de kan have en øget dræbende fordel - men det er stadig ukendt, " sagde Fleming.

Fleming, hvis arbejde fokuserer på at forbedre lægemiddellevering til bugspytkirtelkræft, advarede om, at der er behov for mere forskning. "Det næste skridt vil være at teste denne tilgang i mus, der har allotransplantater taget fra humane tumorer, "sagde han." Arkitekturen for disse tumorer vil mere ligne den på menneskelig kræft i bugspytkirtlen. "