Magnetisk lægemiddelleveringsmetode kunne ændre måden, hvorpå dybe vævs-tumorer og andre sygdomme behandles

Den seneste indsats mellem University of Maryland (UMD) og Bethesda-baserede Weinberg Medical Physics LLC (WMP) har ført til en ny teknik til magnetisk at levere lægemiddelbærende partikler til svært tilgængelige mål. Metoden har potentialet til at transformere den måde, dybe vævssvulster og andre sygdomme behandles på.

UMD Fischell Department of Bioengineering (BioE) alumnus Dr. Aleksandar Nacev og BioE og Institut for Systemforskning Professor Benjamin Shapiro er gået sammen med WMP for at udnytte hurtige pulserende magnetiske felter til at fokusere nanoterapeutiske magnetiske partikler til dybe mål.

Årevis, forskere har arbejdet med magnetiske nanopartikler fyldt med terapier – såsom lægemidler eller gener – for at udvikle ikke-invasive teknikker til at dirigere terapier og diagnostik til mål i kroppen. Magnetisk nanopartikelforskning fik medieopmærksomhed i oktober, da Google X (Googles innovationslaboratorium dedikeret til at fremme store teknologiske fremskridt) annoncerede sin interesse i brugen af ​​magnetiske nanopartikler til diagnostiske applikationer.

I stedet for kirurgi eller systemisk administrerede behandlinger, såsom kemoterapi, brugen af ​​magnetiske partikler som lægemiddelbærere kunne potentielt give klinikere mulighed for at bruge eksterne elektromagneter til at fokusere terapien til de præcise steder af en sygdom i en patient. Imidlertid, indtil nu, partikler kunne kun tiltrækkes af en magnet, og kunne således ikke koncentreres til punkter væk fra magnetfladen. Som resultat, i tidligere kliniske forsøg havde magneter holdt uden for kroppen kun været i stand til at koncentrere behandlingen til mål ved eller lige under hudoverfladen.

"Det, vi har vist eksperimentelt, er, at ved at udnytte nanorodernes fysik kan vi bruge hurtige pulserende magnetfelter til at fokusere partiklerne til et dybt mål mellem magneterne, " sagde Shapiro.

Disse pulserende magnetiske felter gjorde det muligt for holdet at vende den sædvanlige opførsel af magnetiske nanopartikler. I stedet for at en magnet tiltrækker partiklerne, de viste, at en indledende magnetisk puls kan orientere de stavformede partikler uden at trække dem, og så kan en efterfølgende puls skubbe partiklerne, før partiklerne kan omorientere. Ved at gentage impulserne i rækkefølge, partiklerne blev fokuseret til steder dybt mellem elektromagneterne.

"Den hellige gral af magnetisk lægemiddelmålretning er drømmen om at bruge magneter uden for kroppen til minimalt invasivt at dirigere lægemiddelterapi til hvor som helst inde i kroppen, for eksempel, til inoperable dybe tumorer eller til dele af hjernen, der er blevet beskadiget af traumer, vaskulære eller degenerative sygdomme, " sagde Dr. Irving Weinberg, en praktiserende læge og præsidenten for WMP. "Vi har vist, at hurtig pulsering af eksterne elektromagnetiske felter kan være i stand til at nå dette mål."

Studiet, udgivet i denne uge i Nano bogstaver under titlen "Dynamisk inversion gør det muligt for eksterne magneter at koncentrere ferromagnetiske stænger til et centralt mål, " viser, at med passende eksterne magnetiske impulser, ferromagnetiske partikler, der bærer lægemidler eller molekyler, kunne koncentreres til vilkårlige dybe steder mellem magneter. Nacev, Weinberg, Shapiro og deres medforskere arbejder nu på at demonstrere denne metode in vivo for at bevise dens terapeutiske potentiale, i et projekt finansieret af National Cancer Institute (NCI) Small Business Innovation Research-program og med på den NCI-sponsorerede investorkonference i San Francisco. Derudover forskerholdet lancerede for nylig IronFocus Medical, Inc., en startup virksomhed etableret for at kommercialisere deres opfindelse. Mere information om IronFocus Medical, Inc. er tilgængelig online på www.ironfocusmedical.com.

"Denne teknologi kunne muliggøre en ny terapeutisk modalitet, der kombinerer den rumlige præcision af traditionel billedstyret stråling med den biokemiske specificitet af molekylær medicin, " sagde Dr. John R. Adler, Vicepræsident og chef for New Clinical Applications for Varian Medical Systems.