Ny partikel kan spore kemo

Sporing af kemoterapimedicins vej i realtid og på cellulært niveau kan revolutionere kræftbehandling og hjælpe læger med at finde ud af, hvorfor to patienter kan reagere forskelligt på den samme behandling.

Forskere ved Ohio State University har fundet en måde at tænde op for et almindeligt kræftlægemiddel, så de kan se, hvor kemoen går hen, og hvor lang tid det tager at komme dertil.

De har udtænkt en organisk teknik til at skabe denne videnskabelige ledestjerne og har ved at gøre det åbnet en ny grænse inden for deres felt. Tidligere indsats har været begrænset af farvestoffer, der falmede hurtigt, og af giftige elementer, især metaller.

En undersøgelse offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Natur nanoteknologi fremhævede to nye præstationer. Først, forskerne skabte et selvlysende molekyle, kaldet et peptid og består af to aminosyrer. Så satte de lyset til kræftmedicinen, så det afslørede kemoens ankomst i cellerne.

"Dette er meget vigtigt for personlig medicin. Vi vil virkelig gerne se, hvad der sker, når vi giver kemomedicin, og dette arbejde baner vejen for den spændende bestræbelse, "sagde Dr. Mingjun Zhang, den biomedicinske ingeniørprofessor, der ledede undersøgelsen.

Biomedicinske ingeniører stræber efter at finde teknikker, der opfører sig naturligt i kroppen og forlader dem uden at gøre skade. Denne forskning lover at gøre netop det, fordi peptidet er et, der let bør eksistere sammen med menneskelige celler og forlade lige så harmløst, som det trængte ind.

"Du kan kombinere dit stof med dette selvlysende køretøj, " sagde Zhang om den lille fluorescerende partikel, der blev udtænkt i hans laboratorium. "Består af naturlige aminosyrer, nanopartiklen er iboende biokompatibel. Vores biologiske maskiner kan sagtens tage sig af det."

Dette arbejde blev udført i petriskåle i Zhangs laboratorium, og arbejde med dyr er i øjeblikket i gang.

I et dyrs eller en persons krop eller væv, forskere ville se det fluorescerende signal med et optisk detektionssystem, han sagde.

Zhang og hans kolleger lagde deres peptid sammen med et almindeligt kemoterapi-lægemiddel, så dets lys blev skjult, indtil de to elementer pillede fra hinanden, da de kom ind i cellerne.

Zhang var især glad for at se, at det blå peptid, som kan ses under ultraviolet lys, opretholdt sin luminescens i længere perioder. Tidligere arbejde med at spore medicin ved hjælp af organiske farvestoffer er blevet hæmmet af deres tendens til at falme med tiden.

"Du kan mærke det, og du kan sætte det på et lægemiddel og se, hvor stoffet går hen, og hvornår det frigives, " sagde Zhang.

Og det kan være, at det biomedicinske fremskridt kan give patienter og deres læger information om, hvor godt og hvor hurtigt en medicin virker for dem.

"Måske virker et lægemiddel for nogle mennesker om et par minutter, og for andre er det timer, og for andre træder det aldrig i kraft, " sagde Zhang.

Forskerholdet brugte doxorubicin, et meget brugt kemoterapimiddel, for deres laboratoriearbejde, men opdagelsen kunne gælde forskellige typer behandlinger.

Bedre forståelse af det komplekse samspil mellem celler og lægemidler er afgørende for udvikling af behandlinger, der er finjusteret til individuelle patienter.

Ohio State-arbejdet bygger på forskning, der gav en trio af videnskabsmænd Nobelprisen i kemi i 2008. Deres arbejde med grønt fluorescerende protein fundet i jelly fish førte til opdagelsen af, at forskere kunne belyse cellulær aktivitet, der tidligere havde været skjult i mystik.