Dødelig nanoparcel til kræftceller

De fleste tumorer indeholder områder med lav oxygenkoncentration, hvor cancerterapier baseret på virkningen af ​​reaktive oxygenarter er ineffektive. Nu, Amerikanske videnskabsmænd har udviklet et hybridt nanomateriale, der frigiver et fri-radikal-genererende prodrug inde i tumorceller ved termisk aktivering. Som de beretter i journalen Angewandte Chemie , de frie radikaler ødelægger cellekomponenterne selv under iltfattige forhold, forårsager apoptose. Levering, frigøre, og hybridmaterialets virkning kan styres præcist.

Mange veletablerede kræftbehandlingsordninger er baseret på generering af reaktive oxygenarter (ROS), som inducerer apoptose for tumorcellerne. Imidlertid, denne mekanisme virker kun i nærværelse af ilt, og hypoxiske (iltfattige) områder i tumorvævet overlever ofte den ROS-baserede behandling. Derfor, Younan Xia ved Georgia Institute of Technology og Emory University, Atlanta, USA, og hans team har udviklet en strategi for at levere og frigive et radikalgenererende prodrug, der, ved aktivering, beskadiger celler ved en radikal mekanisme af ROS-typen, men uden behov for ilt.

Forfatterne forklarede, at de var nødt til at vende sig til området polymerisationskemi for at finde en forbindelse, der producerer nok radikaler. der, azoforbindelsen AIPH er en velkendt polymerisationsinitiator. I medicinske anvendelser, det genererer frie alkylradikaler, der forårsager DNA-skade og lipid- og proteinperoxidation i celler, selv under hypoxiske forhold. Imidlertid, AIPH skal leveres sikkert til cellerne i vævet. Dermed, forskerne brugte nanocages, hvis hulrum var fyldt med laurinsyre, et såkaldt faseændringsmateriale (PCM), der kan tjene som bærer for AIPH. Når først er inde i målvævet, bestråling med en nær-infrarød laser opvarmer nanocages, forårsager PCM til at smelte og udløser frigivelse og nedbrydning af AIPH.

Dette koncept fungerede godt, som holdet har vist med en række eksperimenter på forskellige celletyper og komponenter. Røde blodlegemer gennemgik udtalt hæmolyse. Lungekræftceller inkorporerede nanopartiklerne og blev alvorligt beskadiget af den udløste frigivelse af den radikale starter. Aktinfilamenter trukket tilbage og kondenserede efter behandlingen. Og lungekræftcellerne viste betydelig hæmning af deres væksthastighed, uafhængigt af iltkoncentrationen.

Selvom forfatterne indrømmer, at "effektiviteten stadig skal forbedres ved at optimere de involverede komponenter og betingelser, "de har demonstreret effektiviteten af ​​deres hybridsystem til at dræbe celler, også på steder, hvor iltniveauet er lavt. Denne strategi kan være yderst relevant inden for nanomedicin, kræftterapi, og i alle applikationer, hvor målrettet levering og kontrolleret frigivelse med fremragende rumlige/tidsmæssige opløsninger ønskes.