Guld nanorør lancerer et trestrenget angreb på kræftceller

Forskere har vist, at guld nanorør har mange anvendelser til at bekæmpe kræft:interne nanoprober til højopløsningsbilleddannelse; transportmidler til medicin; og midler til at ødelægge cancerceller.

Studiet, offentliggjort i dag i tidsskriftet Avancerede funktionelle materialer , beskriver den første vellykkede demonstration af biomedicinsk brug af guld nanorør i en musemodel af human cancer.

Studielederforfatter Dr. Sunjie Ye, som er baseret på både School of Physics and Astronomy og Leeds Institute for Biomedical and Clinical Sciences ved University of Leeds, sagde:"Høje gentagelsesrater af tumorer efter kirurgisk fjernelse forbliver en formidabel udfordring i cancerterapi. Kemo- eller strålebehandling gives ofte efter operation for at forhindre dette, men disse behandlinger forårsager alvorlige bivirkninger.

Guld nanorør - dvs. guld nanopartikler med rørformede strukturer, der ligner små sugerør - har potentialet til at øge effektiviteten af ​​disse konventionelle behandlinger ved at integrere diagnose og terapi i ét enkelt system."

Forskerne siger, at en ny teknik til at kontrollere længden af ​​nanorør understøtter forskningen. Ved at styre længden, forskerne var i stand til at producere guld nanorør med de rigtige dimensioner til at absorbere en type lys kaldet 'nær infrarød'.

Studiets tilsvarende forfatter professor Steve Evans, fra School of Physics and Astronomy ved University of Leeds, sagde:"Menneskeligt væv er gennemsigtigt for visse frekvenser af lys - i det røde/infrarøde område. Det er derfor, dele af din hånd ser rødt ud, når en fakkel skinner igennem den.

"Når guldnanorørene rejser gennem kroppen, hvis lys med den rigtige frekvens skinner på dem, absorberer de lyset. Denne lysenergi omdannes til varme, snarere som den varme, der genereres af solen på huden. Ved hjælp af en pulserende laserstråle, vi var i stand til hurtigt at hæve temperaturen i nærheden af ​​nanorørene, så den var høj nok til at ødelægge kræftceller."

I cellebaserede undersøgelser, ved at justere lysstyrken af ​​laserpulsen, forskerne siger, at de var i stand til at kontrollere, om guldnanorørene var i kræft-destruktionstilstand, eller klar til at afbilde tumorer.

For at se guld nanorørene i kroppen, forskerne brugte en ny type billeddannelsesteknik kaldet 'multispektral optoakustisk tomografi' (MSOT) til at påvise guldnanorør i mus, hvori guld nanorør var blevet injiceret intravenøst. Det er den første biomedicinske anvendelse af guld nanorør i en levende organisme. Det blev også vist, at guld nanorør blev udskilt fra kroppen og derfor usandsynligt vil forårsage problemer med hensyn til toksicitet, en vigtig overvejelse, når man udvikler nanopartikler til klinisk brug.

Studiets medforfatter Dr. James McLaughlan, fra School of Electronic &Electrical Engineering ved University of Leeds, sagde:"Dette er den første demonstration af produktionen, og bruges til billeddannelse og kræftbehandling, af guld nanorør, der kraftigt absorberer lys inden for det 'optiske vindue' af biologisk væv.

"Nanorørene kan være tumor-målrettede og have en central 'hul' kerne, der kan fyldes med en terapeutisk nyttelast. Denne kombination af målretning og lokaliseret frigivelse af et terapeutisk middel kunne, i denne tidsalder af personlig medicin, bruges til at identificere og behandle kræft med minimal toksicitet for patienter."

Brugen af ​​guld nanorør i billeddannelse og andre biomedicinske applikationer er i øjeblikket fremskridt gennem forsøgsstadier mod tidlige kliniske undersøgelser.