Posted in | Nanomedicine | Nanomaterials

Överdraget med socker nanopartiklar för användning som en möjlig Cancer Therapy

Published on September 22, 2009 at 7:54 PM

En forskargrupp vid National Institute of Standards and Technology (NIST) studerar överdraget med socker nanopartiklar för att användas som en möjlig cancerbehandling har avslöjat en delikat balansgång som gör partiklarna mer effektiv än konventionellt tänkande säger att de borde vara. Precis som individer i en folkmassa respektera andra människors personliga utrymme, de partiklar arbete eftersom de får nära varandra, men inte för nära.

Ett järn-centrerad nanopartiklar (vänster) analyserade vid NIST Centrum för neutronforskning har en beläggning av sockret dextran, vars rankor förhindra grupper av partiklarna från klumpar. När tumörceller äter dem (höger), partiklarna samlas ändå nära nog att dela värme då det stimuleras av ett magnetfält som dödar cellerna. Vita pilen indikerar en röd blodkropp. Credit: (L.) J. Aarons, (R.) A. Guistini, R. Strawbridge och P. Hoopes, Dartmouth College

I samarbete med kollegor vid Johns Hopkins University, Dartmouth College, University of Manitoba och två företag biofarmaceutiska har NIST laget visade * att partiklarna-huvudsak överdraget med socker bitar av järnoxid, ca 100 nanometer breda är potenta cancer mördare eftersom de interagerar med varandra på ett sätt som mindre nanopartiklar inte. Samspelet, tänkte som många biotekniker vara önskvärt, faktiskt hjälpa de större partiklarna värms upp bättre när det utsätts för ett alternerande magnetfält. Eftersom denna värme förstör cancerceller kan Lagets resultat hjälpa konstruktörer bättre partiklar och behandlingsmetoder.

Nanopartiklar erbjuder en möjlighet att slåss cancer utan de skadliga biverkningarna av kemoterapi eller strålbehandling. Minimala bollar av järnoxid kan vara belagd med sockermolekyler som gör dem särskilt attraktiva för resurskrävande cancerceller. När partiklar injiceras skulle cancerceller äter dem sedan, och läkarna skulle då kunna tillämpa ett alternerande magnetfält som gör att järnoxid centra för värme, döda cancern men lämnar omgivande vävnad oskadda.

Två bioteknikföretag, Micromod Partikeltechnologie och Aduro BioTech, skapade partiklar som visade stor potential vid behandling av cancer hos möss, och de frågade NIST för att förstå varför det fungerade så bra. "Men de skickade oss partiklar som var mycket större än vad den konventionella visdomen säger att de borde vara", säger NIST material vetenskapsman Cindi Dennis. "Större partiklar är starkare magnetiska och tenderar att klumpa ihop, vilket gör dem tillräckligt stort för att locka kroppens försvarssystem innan de kan nå en tumör. Bolagens nanopartiklar, dock inte ha detta problem. "

Neutronspridning sonder vid NIST Centrum för neutronforskning visade att partiklarnas större järnoxid kärnor attrahera varandra, men att sockret beläggningen har fibrer som sticker ut, vilket gör det liknar en maskros och dessa fibrer tryck mot varandra när två partiklar får för nära varandra, vilket gör dem våren isär och underhålla en antikropp-trotsar distans snarare än klumpar. Dessutom, när partiklarna får nära, centrerar järnoxid alla roterar tillsammans under påverkan av ett magnetfält, både genererar mer värme och deponera denna värme lokalt. Alla dessa faktorer bidrog till att nanopartiklar förstöra brösttumörer i tre av fyra möss efter en behandling med ingen återväxt.

"Det push-pull är en del av en dragkamp som fixar avståndet mellan nanopartiklar," Dennis säger. "Detta tyder på att vi kan stabilisera interagerande partiklar på ett sätt som potentiellt löna sig i kliniken."

Forskningen har finansierats av US Army Medical Research och Materielverk och används anläggningar som stöds av National Science Foundation.

* CL Dennis, AJ Jackson, JA Borchers, PJ Hoopes, R. Strawbridge, AR Foreman, J. van Lierop, C. Grüttner och R. Ivkov. Nästan komplett regression av tumörer genom kollektiva beteendet hos magnetiska nanopartiklar i hypertermi. Nanoteknik, 20 (2009) 395.103. [Doi: 10.1088/0957-4484/20/39/395103]

Last Update: 3. October 2011 03:12

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