Ny nanopartikler med potentiale for forbedret dyb tumorterapi

Forskerne Dr. Yansong Feng og Prof. Hong Zhang ved Van 't Hoff Instituttet for Molekylær Videnskab ved Universitetet i Amsterdam (UvA) har designet og syntetiseret nye flerlagede, multifunktionelle nanopartikler, der muliggør en kombination af stråleterapi og fotodynamisk terapi til dybt kræftvæv. En indledende præklinisk evaluering af partiklerne har vist deres terapeutiske potentiale. Et patent er under behandling, og universitetet søger nu partnere til videreudvikling eller licensering.

Det nye ved nanopartiklerne er, at de gør det muligt at kombinere strålebehandling og fotodynamisk terapi, mens der kun bruges røntgenstråler. Partiklerne letter også billeddannelse af dybt væv, hvilket muliggør billedstyret målretning af den kombinerede terapi.

Kombineret terapi

I fotodynamisk terapi bruges synligt lys til at aktivere fotosensibilisatorer, der frigiver radikale iltarter for at ødelægge kræftceller. Det angriber forskellige dele af en kræftcelle sammenlignet med konventionel strålebehandling ved hjælp af røntgenstråler. Den kombinerede brug af begge terapier øger ødelæggelsen af ​​tumorvæv og reducerer ofte den nødvendige røntgendosis. Men fordi fotodynamisk terapi udløses af lys, er det svært at bruge det til at behandle kræftvæv, der ligger dybt inde i kroppen. For at gøre det kræver det en invasiv procedure såsom endoskopi ved hjælp af en optisk fiber. Med røntgenstråler er der ikke noget sådant problem. De trænger let ind i kroppen og er fokuserede på en sådan måde, at de kan udføre deres ødelæggende arbejde på tumorstedet.

Ved at designe nanopartikler, der er i stand til at udsende synligt lys ved stråling med røntgenstråler, har UvA-forskerne nu fundet en måde at anvende fotodynamisk terapi på dybe steder uden invasive procedurer. Partiklerne blev udviklet under ph.d. forskning af Dr. Yansong Feng, superviseret af prof. Hong Zhang ved UvA's Molecular Photonics forskningsgruppe.

Billedstyret målretning

Nanopartiklerne består af en kerne omgivet af to ydre lag. Det yderste lag er i stand til scintillation - en proces, der omdanner røntgenstråler til synligt lys og dermed muliggør fotodynamisk terapi på ethvert sted, der er tilgængeligt ved stråleterapi. Det andet lag er et bufferlag, der energisk isolerer det scintillerende lag fra nanopartikelkernen. I selve kernen implementerede forskerne en anden vigtig terapiforstærkende funktion. Den er i stand til at opkonvertere luminescens, hvilket betyder, at den kan ændre lysets frekvens. Forskerne tunede opkonverteringen på en sådan måde, at nanopartiklerne udsender et rødt synligt lys ved belysning med nær infrarød (NIR) stråling eller røntgenstråler. På den måde har de effektivt skabt muligheden for billedstyret terapi. Ved belysning med NIR, som har en forholdsvis lang penetrationsdybde, lyser partiklerne i en kraftig rød farve og afslører dermed tumorens placering. Kernen fortsætter med at udsende rødt lys under strålebehandling ved hjælp af røntgenstråler, dog med en lavere intensitet. Det udsendte røde lys forstyrrer ikke den fotodynamiske terapi.

Positiv præklinisk evaluering

Som et principbevis undersøgte forskerne nanopartiklernes ydeevne i kræftbehandlingsstudier med cellekulturer (in vitro) og mus (in vivo). Dette gav en klar indikation af partiklernes sikkerhed og terapeutiske potentiale.

I samarbejde med Innovation Exchange Amsterdam (IXA, universitetets teknologioverførselskontor) leder forskerne nu efter licenstagere og/eller partnere til at videreudvikle denne nye tilgang til en kommercielt levedygtig applikation, som vil omfatte færdiggørelse af prækliniske forsøg og yderligere adgang ind i komplette kliniske forsøg. Dette ville være medvirkende til at fastslå sikkerheden af ​​nanopartiklerne, deres brugervenlighed, deres ydeevne under behandlingen og den overordnede effektivitet af deres anvendelse. + Udforsk yderligere

Præcis antitumorstrategi opnået via foto-switchable lanthanid-dopede nanopartikler