Betydeligt spring fremad i metode til kræftbehandling

Eindhoven University of Technology Professor Jan C.M. van Hest har annonceret et gennembrud inden for non-invasiv kræftbehandling. Hans institut for komplekse molekylære systemer samarbejdede med flere kinesiske forskningsinstitutioner for at teste en nanoteknologi, der adresserer ulemperne ved fotodynamisk terapi, en ny kræftbehandling. Et papir, der beskriver den vellykkede test af metoden, blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet ACS Nano .

Fotodynamisk terapi (PDT) er en ikke-toksisk, ikke-kirurgisk kræftbehandling, der er stigende i flere lande, især i USA og Kina. En patient injiceres med en forbindelse kaldet en fotosensibilisator, som reagerer på lys. Når først fotosensibilisatoren er i nærheden af ​​tumorceller, den aktiveres af en laser. Reaktionen skaber singlet oxygen, som ødelægger nærliggende celler. Målretning af laseren og fotosensibilisatoren giver dem mulighed for at ødelægge tumorceller. PDT aktiverer også indirekte immunsystemet, som så også angriber kræften.

En game changer for tumorer tæt på huden

PDT har potentialet til at være en game-changer for behandling af brystkræft, prostatakræft, lymfomer og andre tumorer tæt nok på huden til, at laseren kan nå. Det har ikke bivirkningerne af kemo eller risikoen ved operation. At arbejde godt, imidlertid, tre problemer skal løses. Først, fotosensibilisatoren skal rettes til at akkumulere omkring tumoren. Sekund, reaktionen har brug for oxygenmolekyler for at skabe singlet oxygen, og tumorer skaber miljøer med lavt iltindhold. Tredje, tumorer har et defensivt stof, der nedbryder singlet oxygen.

Professor van Hests team af biomedicinske ingeniører designede en enkelt nanopartikel, der kunne løse alle tre problemer. Det er belagt med polymerer, der udløses af tumorens sure miljø til at binde sig til tumoren. Polymererne holdes sammen af ​​fotosensibilisatoren, fungerer som både container- og nøglelast. En katalase båret af partiklen nedbryder hydrogenperoxid fra tumoren for at producere en overflod af ilt. I mellemtiden en anden forbindelse i partiklen nedbryder det defensive stof og, som en god bivirkning, frigiver mangan, der letter MRI-billeddannelse.

"Det er en elegant løsning, hvor hvert stykke arbejder sammen for at deaktivere tumorens forsvarsmekanismer, " siger professor van Hest. Komponenterne ødelægges enten i deres tilsigtede reaktion eller skylles nemt ud af systemet. Det bedste af det hele, partiklerne ville være relativt nemme at masseproducere. Før det kunne ske, imidlertid, holdet skulle afprøve deres teori.

Vellykkede resultater, men yderligere test er nødvendig

Professor van Hest, der er tilknyttet Institut for Biomedicinsk Teknik og Kemiteknik og Kemi, arbejdet med ph.d. studerende og China Scholarship Council-stipendiat Jianzhi Zhu for at føre tilsyn med et hold, der inkluderede laboratorier i TU/e ​​Bio-organisk kemigruppe, Donghua University og Fudan University. TU/e bruger denne form for internationalt samarbejde til at holde sig på forkant med forskningen. Anført i Kina af Donghua University Professor Xiangyang Shi, forsøgene viste, at partiklen var effektiv til at løse de tre problemer med PDT.

Holdet håber, at de vellykkede resultater af deres forsøg vil føre til yderligere test af denne revolutionerende behandling. Før det går ind i menneskelige forsøg, det skal testes i mere komplekse systemer for sikkerhed og effektivitet. I mellemtiden, holdet undersøger en lysdrevet motorfunktion, der ville drive nanopartiklerne dybere ind i tumorerne, hvor det kan være mere effektivt. Det er en spændende mulighed, da nanomedicin og nanomotorer alt for ofte bliver tilsmudset som separate discipliner.

Med udgivelsen af ​​deres papir i ACS Nano , holdet ser frem til yderligere gennembrud i brugen af ​​PDT og nanoteknologi til at behandle kræftformer effektivt og sikkert.