Kræftdræbende nanodaisies

NC-statens forskere har udviklet et potentielt nyt våben i kampen mod kræft:en tusindfryd formet lægemiddelbærer, der er mange tusinde gange mindre end perioden i slutningen af ​​denne sætning.

Når den er injiceret i blodbanen, millioner af disse "nanodaisies" sniger sig inde i kræftceller og frigiver en cocktail af stoffer for at ødelægge dem indefra. Fremgangsmåden er mere præcis end konventionelle metoder, og det kan også vise sig mere effektivt. Ved at sikre, at kræftbekæmpende lægemidler når deres mål kontrolleret, koordinerede doser, nanodaisies kunne reducere bivirkningerne af traditionel kemoterapi.

"Ved at bruge en nanocarrier til at indeholde to forskellige lægemidler, vi kan potentielt reducere deres dosis og toksicitet, "sagde Dr. Zhen Gu, adjunkt i Joint Department of Biomedical Engineering i NC State og UNC-Chapel Hill. "Og i mellemtiden forbedres deres virkning mod kræft."

Nanobærerne er fremstillet af en polymer kaldet polyethylenglycol (PEG), hvortil forskere knytter det kræftdræbende stof camptothecin (CPT) som druerklaser på en vinstok. Et andet lægemiddel, doxorubicin, flyder også i opløsning omkring PEG.

Begge lægemidler er hydrofobe, hvilket betyder, at de ikke kan lide vand og viger tilbage fra det. PEG, selvom, er hydrofil:Når den udsættes for vand, strækker den sig ud for at maksimere kontakt, mens de T-formede led, der holder CPT-slæbebåden i den modsatte retning og foldes indad. Kræftbekæmpende lægemidler ender således med at blive gemt i en beskyttende skal af PEG. Den resulterende nanocarrier er formet som en blomst - derfor udtrykket "nanodaisy".

"Ideen kom fra at tænke aktivt om foldning af proteiner i naturen, "bemærkede Gu, henviser til den måde aminosyrer kan samle sig i tusinder af forskellige former. "Det er en slags bioinspireret design."

Når den er foldet, nanodiumerne injiceres derefter i blodbanen og absorberes af ubevidste kræftceller, som er porøse nok til at slippe dem ind. Nanodeløvernes ydre skaller af PEG beskytter deres nyttelast af stoffer og forhindrer dem i at lække for tidligt.

Designet af nanodaisy sikrer også, at de to kræftlægemidler frigives med komplementære hastigheder, når deres bærer kommer fra hinanden inde i kræftcellen. Hvert lægemiddel hæmmer forskellige enzymer i cellen, og de arbejder sammen for at forhindre eller forsinke udviklingen af ​​lægemiddelresistens.

Resultatet er, at stofferne starter et angreb på kræft, der er tættere koordineret og stramt målrettet end traditionelle lægemiddelcocktails.

Indtil nu, in vivo -test på mus har vist, at denne fremgangsmåde frembringer betydelig ophobning af lægemidler på tumorsteder i stedet for raske organer. Gu bemærkede, at in vitro -test også havde demonstreret nanodiums potentiale til effektivt at målrette mod forskellige former for kræft.

"Det har vist en bred drabseffekt for en række kræftcellelinjer, herunder leukæmi, bryst- og lungekræft, " han sagde.

Gu har ledet anden forskning, der har givet en bio-inspireret "kokon", der lurer celler til at indtage kræftbekæmpende lægemidler og et injicerbart nano-netværk, der styrer blodsukkerniveauet hos diabetikere. Han understøttes af fakulteter, personale og ph.d. studerende i den fælles afdeling for biomedicinsk teknik, et partnerskab mellem NC State og UNC-Chapel Hill, der tackler presserende biomedicinske problemer.

Det næste trin for nanodaisies er prækliniske test for at afgøre, om de måske er klar til at bekæmpe kræft hos mennesker.

For Gu, denne udsigt har personlig betydning:Hans far blev diagnosticeret med kræft, da Gu stadig var i livmoderen. Da venner og familie kom for at trøste Gu's mor, hun fortalte dem, at den baby, hun bar, måske en dag kunne hjælpe med at behandle kræft.

"Jeg vil ikke sige, at det er en mission, men det er en passion, der driver mig, "Gu forklaret." Inden jeg kom til USA, Jeg undersøgte om ledning af plast til elektroniske enheder. Da jeg flyttede ind i kræftbehandlingerne med nanoteknologi, det var da min mor blev virkelig begejstret for mit arbejde. "