Ny nanoteknologisk opfindelse forbedrer effektiviteten af ​​kræftpenicillinet

(Phys.org) – Forskere ved det amerikanske energiministeriums Argonne National Laboratory har tilføjet et nyt våben til onkologers arsenal af anti-kræftbehandlinger.

Ved at kombinere magnetiske nanopartikler med et af de mest almindelige og effektive kemoterapimidler, Argonne-forskere har skabt en måde at levere anti-kræftmedicin direkte ind i kernen af ​​kræftceller.

Forskere ved Argonne's Center for Nanoscale Materials og onkologer ved University of Chicago skabte bobler i nanostørrelse, eller "miceller, "der indeholdt to ingredienser i deres centre:magnetiske nanopartikler af jernoxid og cisplatin, et konventionelt kemoterapimedicin også kendt som "penicillin af kræft".

Cisplatin virker ved direkte at blokere DNA -replikation i kræftcellen. Imidlertid, for at arbejde, cisplatin skal komme fra blodbanen gennem cellemembranens noget stive barriere.

"Når nogen får en dosis kemoterapi, typisk kommer meget af stoffet faktisk ikke ind i kræftcellerne. Ud over, nogle kræftpatienter er følsomme over for dette lægemiddel på grund af nedsat nyrefunktion, " sagde onkolog Ezra Cohen, en forfatter til undersøgelsen. "Denne nye metode giver en måde at levere dosis af terapeutisk last meget mere direkte, hvilket vil gøre det muligt for os at have den samme samlede effekt med en lavere total dosis, reducere de ubehagelige og farlige bivirkninger af kemoterapi."

"Denne teknik kan muligvis give os mulighed for at øge andelen af ​​cisplatin i kræftceller hundrede gange, gør det så meget mere effektivt til et kemoterapeutisk middel, " han tilføjede.

Ligesom selve kræftcellernes membraner, Micellerne består af et polymermateriale, hvis ydre overflader er hydrofile, hvilket betyder, at de er tiltrukket af vand, mens de indre dele er hydrofobe, frastødende vand. "Ud over, overfladen af ​​miceller kan udstyres med målretningsmolekyler, der er i stand til at genkende malignitet, " sagde Argonne nanoforsker Elena Rozhkova, hovedforfatter af undersøgelsen.

Rozhkova og hendes kolleger havde stadig brug for en måde at få cisplatinet ind i kræftcellens kerne, efter at micellen var knyttet til den. For at gøre det, de indkapslede også nanopartikler af jernoxid i micellen sammen med cisplatin. Disse nanopartikler tjente som små "varmeapparater", der blev tændt af et påført magnetfelt, hvilket fik micellebeholderen til at falde sammen og frigive cisplatin.

Dette var ikke første gang, forskere havde brugt anvendte nanomagnetiske varmekilder som en måde at angribe kræftceller, men den mere målrettede tilgang af micellerne gjorde det muligt for forskerne at bruge en meget lavere mængde varme og meget mindre magnetisk materiale, derved risikerer man mindre skade på raske celler.

For at se virkningen af ​​nanopartikler og cisplatin, da micellen kollapsede, forskerne brugte Hard X-Ray Nanoprobe på Argonnes Advanced Photon Source. "Normalt, det er svært at se, hvordan cisplatin leveres til organeller som kernen, men med denne teknologi kan vi samtidig se, hvordan medicinafgivelsen sker, hvordan nanopartiklerne interagerer med cellens membran og cellens respons, "sagde Argonne nanoscientist Volker Rose.

Studiet, med titlen "Effektiv levering af cisplatin pro-lægemiddel visualiseret med en opløsning på under 100 nm:grænseflade konstruerede termosensitive magnetomiceller med et levende system, "optrådte online i 6. juni -udgaven af Avancerede materialegrænseflader .