Posted in | Nanomedicine | Nanomaterials

Overtrukket med sukker nanopartikler til brug som en mulig kræftbehandling

Published on September 22, 2009 at 7:54 PM

En forskergruppe ved National Institute of Standards and Technology (NIST) studerer overtrukket med sukker nanopartikler til brug som en mulig cancerbehandling har afdækket en delikat balancegang, som gør at partiklerne mere effektiv end konventionelle tankegang siger, at de burde være. Ligesom individer i en menneskemængde at respektere andres personlige rum, arbejde partiklerne, fordi de kommer tæt på hinanden, men ikke for tæt.

En jern-centreret nanopartikel (til venstre) analyseret på NIST er Center for Neutron Research har en belægning af sukkeret dextran, hvis slyngtråde forhindre grupper af partiklerne fra klumpe. Når tumorceller indtage dem (til højre), at partiklerne stadig samles tæt nok til at dele varmen, når stimuleret af et magnetfelt, at dræbe celler. Hvid pil angiver et rødt blodlegeme. Credit: (L.) J. Aarons, (R.) A. Guistini, R. Strawbridge og P. Hoopes, Dartmouth College

I samarbejde med kolleger på The Johns Hopkins University, Dartmouth College, University of Manitoba og to biofarmaceutiske virksomheder, har NIST holdet viste * at partiklerne-væsentlige overtrukket med sukker stumper af jernoxid, omkring 100 nanometer bred er potente kræft dræbere fordi de interagerer med hinanden på måder at mindre nanopartikler ikke. Samspillet, tænkte af mange bioengineers at være uønsket, faktisk hjælpe de større partikler varme op bedre, når underkastes en vekslende magnetfelt. Fordi denne varme ødelægger kræftcellerne, kan holdets resultater hjælpe ingeniører designe bedre partikler og behandlingsmetoder.

Nanopartikler holder løftet om kamp med kræft, uden de skadelige bivirkninger af kemoterapi eller strålebehandling. Meget små kugler af jernoxid kan være belagt med sukker molekyler gør dem særligt attraktive for ressource-sultne kræftceller. Når partiklerne er sprøjtet ind, ville kræftceller optager dem, og lægerne ville så være i stand til at anvende et vekslende magnetfelt, der forårsager jernoxid centre til varme, som dræber kræft, men efterlader omgivende væv uskadt.

To biotekselskaber, Micromod Partikeltechnologie og Aduro BioTech skabte partikler, der viste stort potentiale i behandling af kræft hos mus, og de spurgte NIST hjælp til at forstå, hvorfor det fungerede så godt. "Men de sendte os partikler, der var meget større end hvad den konventionelle visdom siger, at de burde være," siger NIST materialer videnskabsmand Cindi Dennis. "Større partikler er stærkere magnetiske og har tendens til at klumpe sammen, hvilket gør dem store nok til at tiltrække kroppens forsvarssystemer, før de kan nå en tumor. Selskabernes nanopartikler, dog ikke har dette problem. "

Neutronspredning sonder på NIST Center for Neutron Research viste, at partiklerne 'større jernoxid kerner tiltrækker hinanden, men at sukker belægning er fibre der rækker ud, hvilket gør det ligner en mælkebøtte-og disse fibre skubbe mod hinanden, når to partikler får for tæt sammen, hvilket gør dem foråret fra hinanden og vedligeholde et antistof-trodsende afstand i stedet for klumper. Desuden, når partiklerne får tæt på, det jernoxid centrene alle rotere sammen under indflydelse af et magnetisk felt, både genererer mere varme og deponering af denne varme lokalt. Alle disse faktorer bidrog nanopartikler ødelægge bryst tumorer i tre ud af fire mus efter en behandling uden genvækst.

"Push-pull er en del af en tovtrækning, der løser afstanden mellem nanopartikler," Dennis siger. "Det tyder på, vi kan stabilisere vekselvirkende partikler på måder, der potentielt kan betale sig i klinikken."

Forskningen blev støttet af den amerikanske hær Medical Research og Materiel Kommando og anvendes faciliteter støttet af National Science Foundation.

* CL Dennis, AJ Jackson, JA Borchers, PJ Hoopes, R. Strawbridge, AR Foreman, J. van Lierop, C. Grüttner og R. Ivkov. Næsten komplet regression af tumorer via kollektive adfærd af magnetiske nanopartikler i hypertermi. Nanoteknologi, 20 (2009) 395.103. [Doi: 10.1088/0957-4484/20/39/395103]

Last Update: 7. October 2011 20:01

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit