Forsker designer lampelysoperative fotodynamiske molekyler til tumorterapi

UMass Medical School videnskabsmand Gang Han, PhD, og hans team har designet en ny klasse af molekyler brugt i fotodynamisk terapi, der er i stand til at lede lampelys dybt ind i væv for at dræbe kræfttumorer.

I et nyt papir offentliggjort i Journal of the American Chemical Society , Dr. Han, lektor i biokemi og molekylær farmakologi, beskriver, hvordan de carbazol-substituerede BODIPY (Car-BDP) molekyler, som har en intens, bredt NIR absorptionsbånd med et bemærkelsesværdigt højt singlet oxygen kvanteudbytte, vil fremme den potentielle kliniske anvendelse for fotodynamisk terapi.

"Dette studie signalerer et stort skridt fremad inden for fotodynamisk terapi ved at udvikle en ny klasse af NIR-absorberende biologisk nedbrydelige organiske nanopartikler til en yderst effektiv målretning og behandling af dybe vævs-tumorer, " sagde Han.

Vævs penetrationsdybde er en stor udfordring i praktisk fotodynamisk terapi. Traditionelt, det involverer patienten, der modtager et ikke-toksisk lysfølsomt lægemiddel, som optages af alle kroppens celler, inklusive kræftsygdomme. Et rødt laserlys, der er specifikt indstillet til lægemiddelmolekylerne, tændes derefter selektivt i tumorområdet. Når det røde lys interagerer med det lysfølsomme lægemiddel, det producerer en meget reaktiv form for oxygen (singlet oxygen), der dræber de ondartede kræftceller, mens de efterlader de fleste naboceller uskadt.

Baseret på forskning fra Han Lab ved UMMS og kolleger, processen kan blive enklere, mere effektiv og omkostningseffektiv.

Han forklarede, at efter at være blevet indkapslet med biologisk nedbrydelige polymerer, Car-BDP molekyler kan danne ensartede og små, organiske nanopartikler, der er vandopløselige og tumormålrettede. Anvendes sammen med et rekordlavt effekttæthed og omkostningseffektivt usammenhængende lampelys, snarere end det sammenhængende højeffekt laserlys, der bruges i den eksisterende terapi, molekylerne kan spores, når de spreder sig gennem kroppen, dybt ind i vævet og for at skitsere og dræbe kræftsvulster. Mere interessant, de organiske nanopartikler viste sig at have en ekstrem lang cirkulationstid og kan fjernes fra kroppen, som er afgørende for udvikling af ny praktisk fotodynamisk terapimedicin, sagde Han.

Han sagde, at kombinationen er "tilstrækkelig til at overvåge og udløse praktisk fotodynamisk terapieffekt af disse nanopartikler inden for en bred vifte af dybvævsniveautumorer såsom lunge, kolon, prostata- og brystkræft."

Ud over, den potentielle nye platform for præcis tumor-målretningsterapi og nye muligheder med laveffekt lampelys kunne give mulighed for fremtidig overkommelig klinisk kræftbehandling, som patienter kan være i stand til at håndtere i deres hjem eller ressourcemangelfulde områder, på slagmarker og i udviklingslande.