Jagten på mikroskopiske lægemidler, der kan spores, mens de bekæmper kræft

Mikroskopiske lægemiddelmolekyler kan snart blive sendt ind i kroppen for at bekæmpe sygdom og deres rejse spores ved hjælp af fotoakustisk billeddannelse, efter at forskere har udviklet et smart materiale, der kan lokalisere og afbilde kræftsteder inde i væv.

Et hold fra A*STAR Singapore Bioimaging Consortium og Nanyang Technology University har udviklet en 'nano-fotonik-platform', der måler ændringer i det lokale vævsmiljø på stedet for en tumor eller cancer, ved at måle enzymreaktioner, der er specifikke for kræften.

Denne nano-fotonik-platform inkluderer en lovende forbindelse til at øge kontrasten af ​​fotoakustiske billeder, som muliggør billeddannelse af væv in vivo.

"Nanomaterialer er blevet anerkendt som lovende platforme for kampen mod mange akutte sundhedsproblemer, herunder kræft, kardiovaskulære og neurodegenerative sygdomme, " siger ledende forskere Malini Olivo fra A*STAR og Xing Bengang fra NTU.

"Imidlertid, en kritisk udfordring forbliver i at designe målrettede nano-platforme, der er i stand til selektivt at lokalisere sig til de specifikke sygdomme; i særdeleshed, tumorsteder til tidlig diagnose og effektiv behandling, " forklarer Olivo, som siger, at deres nye arbejde løser denne udfordring.

"Denne udvikling har potentialet til at forbedre diagnostik og give mulighed for udvikling af terapier, der kan leveres på celleniveau, fører til færre bivirkninger, " siger Olivo.

Tidligere direkte målretning af syge celler havde brugt ligander (eller molekyler) til at binde nanopartikler til en celle med den komplementære receptor.

Imidlertid, Olivo siger, at ligandens manglende evne til at skelne mellem normale celler og tumorceller var en fejl i strategien. En nøgle til den seneste innovation er, at nano-fotonik-platformen er tilpasset til at reagere på et tumorspecifikt enzym og derefter akkumulere på det sted.

Akkumuleringen af ​​nano-fotonik-platformen forbedrer effektiviteten af ​​lysbehandlinger, der dræber kræftceller, såsom fotodynamisk terapi og laserbestråling, og åbner muligheden for at hæmme tumorvækst gennem injektion af nanoskala smarte lægemidler.

Olivo siger, at nanostrukturer tilbyder et stort potentiale i biomedicinske applikationer på grund af egenskaber som justerbar kemisk sammensætning, fleksibel morfologi, højt overfladeareal, og multivalent bindingsevne.

Nanostrukturer har også potentialet til at trænge ind i porerne i beklædningen af ​​blod og lymfekarvægge, hvilket gør det muligt for nanostrukturerne mere effektivt at målrette og akkumulere i den syge region.

Olivo siger, at deres tilgang kunne udvides til andre områder af nanomedicin, åbning af "nye døre for selektiv og præcis behandling i fremtidige kliniske anvendelser."