Indkapsling af strålingsbelastede partikler for bedre at søge og ødelægge kræft

At kunne levere lægemidler direkte til syge celler ville forbedre mulighederne for at behandle sygdomme. Nogle radioaktive isotoper er allerede godkendt til at målrette kræftformer. Når disse isotoper skifter fra en isotop til en anden under behandlingsprocessen (f.eks. gennem radioaktivt henfald), de udsender store mængder energi. Dette gør det svært at holde dem på plads i nærheden af ​​syge celler eller andre mål. Forskere tester nu en måde at omslutte isotoper i bittesmå stykker af biologisk nedbrydeligt materiale, der vil holde isotoperne på behandlingssteder. Dette sikrer, at deres energi kan dræbe kræftceller eller andre mål med ringe effekt på omgivende celler. I dette studie, forskere viser, at disse polymerer med succes indeholdt lignende, men ikke-radioaktive metalatomer. Dette er et vigtigt skridt i at bruge disse polymerer til at levere medicinske isotoper.

Forskere har tidligere vist, at indeslutning af lægemidler i bittesmå partikler af en bestemt polymer kaldet poly(mælke-co-glykolsyre), eller PLGA, kan holde stofferne på bestemte celler i kroppen. Forskere har en teori om, at radioaktive medicinske isotoper, der er indesluttet i PLGA'er, bør gøre det samme. PLGA er også kompatibel med den menneskelige krop. Dette reducerer risikoen for, at kroppen afviser disse materialer. PLGA nedbrydes også over tid, forlader derefter kroppen. Disse faktorer gør PLGA til et fremragende potentielt værktøj til at levere radioisotopbehandlinger, der fortjener fremtidig undersøgelse.

Nogle alfa-emitterende radioisotoper, der er godkendt til kræftbehandling, er "selvmålrettede". Et eksempel er knoglekræftbehandlingen radium-223, som opfører sig som calcium, når det leveres til knogler. Imidlertid, det kan være svært at målrette radium-223 til en anden slags tumorsted. Ingen af ​​standardmåderne at vedhæfte radium-223 til målrettede molekyler virker. Det er derfor, forskerne forsøger at fange radium-223 til levering inden for nanopartikler i molekylstørrelse af PLGA og andre materialer. Nanopartikler kan potentielt forhindre isotoper, der dannes som radium-223-henfald, i at bryde væk fra de målrettede steder.

Yderligere forskning vil vise, om indkapsling af radioisotoper, der udsender alfastråling, kan løse denne leveringsudfordring. Test af PLGA med surrogatmetalioner viser lovende, fordi overfladen af ​​PLGA kan justeres for at tillade målretning mod specifikke typer kræftceller. Testene viser også lovende, fordi PLGA bevarer surrogatversioner af radioaktive isotoper, hvilket indikerer, at de kan fanges inden for disse typer nanopartikler. PLGA bruges allerede til at indkapsle og frigive andre typer organiske forbindelser, så forskningen, hvis det kan replikeres med radioisotoper, kunne lede vejen til PLGA's brug med anticancermidler. Forskere brugte sammenlignelige, ikke-radioaktive, metalioner som stand-in for radioisotoper for at bevise, at konceptet er forsvarligt og for at reducere håndtering og bortskaffelse af radioaktivt materiale.

Forskning i syntesen og karakteriseringen af ​​de radioterapeutiske surrogater indkapslet i PLGA nanopartikler gennem hele denne undersøgelse blev sponsoreret af Laboratory Directed Research and Development Program fra Oak Ridge National Laboratory (ORNL). ORNL er et produktions-/forarbejdningssted inden for Department of Energy Office of Science Isotope Program.