Team belyser mekanisme til at maksimere terapeutiske effekter af magnetiske nanoterapeutika til cancer

Et hold ledet af professor Choi Hong-Soo i Institut for Robotik og Mekatronik Engineering ved DGIST har opdaget en metode til at forbedre penetrationen af ​​magnetiske nanopartikler i kræftceller og deres magnetiske hypertermi-effekter gennem forskning i kædeadskillelse og magnetiske fremdriftsmekanismer ved hjælp af en rotationsmekanisme. magnetisk felt.

Udgivet i tidsskriftet ACS Nano , deres undersøgelse fokuserede på levering af magnetiske terapeutiske midler ved hjælp af magnetiske felter, et område, der får opmærksomhed inden for kræftbehandling. Det forventes at bidrage væsentligt ved at forbedre effektiviteten af ​​lægemiddellevering og terapeutiske effekter i målrettede kræftbehandlinger.

På det seneste har udviklingen af ​​målrettede lægemidler, der selektivt behandler kræftceller, fået opmærksomhed inden for kræftbehandling. Blandt dem er forskning i magnetiske bærere, der målretter mod kræftceller ved hjælp af magnetiske felter, i gang. Der opstår dog et problem, når magnetiske nanopartikler udsættes for et ensartet magnetfelt med en generel form; de danner lange kæder i retning af magnetfeltet, hvilket gør det vanskeligt at trænge ind i kræftceller eller tumorer og reducere den terapeutiske effekt.

Som svar analyserede holdet ledet af professor Choi Hong-Soo ved DGIST vekselvirkningen mellem magnetiske nanopartiklers opførsel og væskeviskositetsmodstand ved hjælp af et unikt rotationsmagnetfelt og forskede i mekanismer til adskillelse af kæder, der selektivt kan kontrollere magnetiske nanopartikelkædelængder.

Forskerholdet havde til formål at verificere flere faktorer ved hjælp af en 3D-tumormodel (tumorsfæroider), såsom justering af længden af ​​magnetiske nanopartikelkæder gennem et roterende magnetfelt, forbedret cellulær absorption og forbedret magnetisk hypertermibehandling af kræftceller.

Først verificerede holdet kædedemonteringsmekanismen for magnetiske nanopartikler induceret af et rotationsmagnetisk felt. Målrettet mod kræftceller og tumorsfæroider inducerede de øget cellulær absorption og penetration ved at drive magnetiske nanopartikler med et roterende magnetfelt.

Ved at bruge fluorescensmikroskopi til intracellulær fluorescerende magnetisk nanopartikelbilleddannelse og transmissionselektronmikroskopi til observation af celle- og sfæroidtværsnit, beviste de, at brugen af ​​et rotationsmagnetisk felt førte til den dybeste indtrængning af celler og tumorsfæroider sammenlignet med sammenligningsgrupperne (de eksponerede til et ensartet magnetfelt og dem, der ikke udsættes for noget magnetfelt).

Desuden inducerede de kræftcelleødelæggelse ved hjælp af vekslende magnetfelter for at bekræfte de magnetiske hypertermieffekter af magnetiske nanopartikler i hver gruppe. Gruppen med den højeste penetrationshastighed på grund af det roterende magnetfelt viste de mest effektive behandlingsresultater. Dette bekræftede, at kædeadskillelse og magnetisk fremdrift af magnetiske nanopartikler gennem rotationsmagnetiske felter kan forbedre cellulær absorption, penetration og i sidste ende de terapeutiske virkninger af magnetiske nanoterapeutika.

Professor Choi Hong-Soo fra DGIST udtalte:"Vi har verificeret, at magnetisk fremdrift gennem rotationsmagnetiske felter hjælper med absorption og penetration af magnetiske nanopartikler i kræftceller og tumorsfæroider, hvilket i sidste ende forbedrer tumorbehandlingens effektivitet. Vi forventer, at teknologien udviklet gennem dette forskning kan i vid udstrækning bruges til at forbedre terapeutiske effekter i målrettet kræftbehandling ved hjælp af magnetiske terapier."

Flere oplysninger: Junhee Choi et al., Magnetisk forbedret intracellulær optagelse af superparamagnetiske jernoxidnanopartikler til antitumorterapi, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c03780

Journaloplysninger: ACS Nano

Leveret af DGIST