Forskere Arbeidet med nytt system for å Capture Ovarian Cancer celler ved hjelp av magnetiske nanopartikler

Published on January 27, 2011 at 6:09 AM

En artikkel publisert i januarutgaven av tidsskriftet Nanomedisin kunne gi grunnlaget for en ny eggstokkreft behandling alternativet - en som ville bruke en utenfor-the-body filtrering enhet for å fjerne en stor del av frittflytende kreft celler som ofte skape sekundære svulster.

Forskere ved Georgia Institute of Technology har dannet en oppstart selskapet og arbeider med en medisinsk enhet firma for å designe en prototype behandling system som ville bruke magnetiske nanopartikler konstruert for å fange kreftceller. Lagt til væsker fjernes fra pasientens mage, ville den magnetiske nanopartikler låsen på frittflytende kreftceller, slik at både nanopartikler og kreft celler til å bli fjernet av magnetiske filtre før væsken føres til pasientens kropp.

"Skjematisk av magnetiske nanopartikler behandling"

I mus med frittflytende eggstokkreft celler, en enkel behandling med en tidlig prototype av nanopartikkel-magnetiske filtreringssystem fanget nok av kreftceller som det behandlede musene levde nesten en tredjedel lenger enn ubehandlet seg. Forskerne forventer flere behandlinger for å forlenge levetiden fordel, men ytterligere forskning vil være nødvendig å dokumentere det - og bestemme den beste behandling.

"Nesten ingen dør av primær kreft i eggstokkene," sier John McDonald, en professor i Georgia Tech School of Biology og administrerende forsker of Atlanta Ovarian Cancer Institute. "Du kan fjerne den primære kreft, men problemet er metastase. En god del av metastaser i eggstokkreft kommer fra kreftceller sloughing ut i bukhulen og spre sykdom på den måten."

Fjerningen Systemet er utviklet av McDonald og postdoktor Ken Scarberry - som også er administrerende direktør i oppstart selskapet Sub-Micro - bør langsom tumorprogresjon hos mennesker. Det kan redusere antall frittflytende kreftceller nok at andre behandlinger, og kroppens eget immunsystem, kan holde sykdommen under kontroll.

"Hvis du kan redusere metastaser, kan du forbedre levetiden til personen med sykdommen og få en bedre sjanse til å behandle den effektivt," sier McDonald. "Ett mål er å gjøre kreft en kronisk sykdom som kan effektivt behandles over en lengre periode. Hvis vi ikke kan kurere det, kanskje vi kan hjelpe folk å leve med det."

Tidligere in vitro-studier publisert av forfatterne av Nanomedisin papir viste at magnetiske nanopartikler kan selektivt fjerne menneskelig eggstokkreft celler fra ascites væske, som bygger seg opp i peritoneal hulrom av eggstokkreft pasienter. Nanopartikler er konstruert med ligander som tillater dem å selektivt feste til kreftceller.

Forskerne mener at behandling væske fjernes fra kroppen unngår potensielle toksisitet problemer som kan skyldes introduksjon av nanopartikler i kroppen, men videre studier er nødvendig for å bekrefte at behandlingen ville ha noen bivirkninger.

Den nylig rapportert studie i Nanomedisin brukt tre sett med hunnmus til å studere fordel for nanopartikkel-magnetisk filtreringssystem. Hver mus ble injisert med om lag 500.000 murine eggstokkreft celler som formerer seg raskt - hver celle dobling innen ca 15 timer.

I den eksperimentelle gruppen, forskere - som inkluderte Forsker Roman Mezencev - fjernet væske fra underlivet av musene umiddelbart etter injeksjon av kreftceller. Etterpå la de magnetiske nanopartikler til væsken, tillot dem å blande, så magnetisk fjernet nanopartikler sammen med den vedlagte kreftceller før du returnerer væsken. Trinnene ble gjentatt seks ganger for hver mus.

Ett kontrollgruppe fikk ingen behandling i det hele tatt, mens en annen kontrollgruppe gjennomgikk samme behandling som den eksperimentelle gruppen - men uten den magnetiske nanopartikler. Mus i de to andre gruppene overlevde en median på 37 dager, mens den behandlede musene levde 12 dager lenger - en 32 prosent økning i levealder.

Selv om mye mer forskning må gjøres før teknikken kan testes på mennesker, McDonald og Scarberry forestille et system svært likt det nyre dialysepasienter nå bruker, men med en buffer løsning sirkulert gjennom bukhulen for å plukke opp kreftcellene.

"Det vi utvikler er beslektet med hemofiltrasjon eller peritoneal dialyse der pasienten kan komme inn i en klinikk og kobles til enheten et par ganger i uken," sa Scarberry. "Behandlingen er ikke tungt invasiv, så det kunne gjentas ofte."

Den nye behandlingen kan brukes sammen med eksisterende kjemoterapi og stråling. Redusere antall frittflytende kreftceller kan tillate at en reduksjon i kjemoterapi, som ofte har ødeleggende bivirkninger, sa Scarberry. Den nye behandlingen systemet kan brukes til å fange sølt kreftceller umiddelbart etter kirurgi på en primærtumor.

Forskerne håper å ha en prototype sirkulasjon og filtrering enhet klar for testing i løpet av tre år. Etter det vil komme undersøkelser i beste behandlingsregimet, undersøke slike spørsmål som antall magnetiske nanopartikler til bruk, antall behandlinger og behandling mellomrom. Hvis disse lykkes, vil selskapet arbeide med FDA for å designe kliniske studier.

Forskerne studerer også hvordan deres magnetiske nanopartikler kan være konstruert for å fange eggstokkreft stamceller, som ikke er berørt av eksisterende kjemoterapi. Fjerning av disse cellene kan bidra til å eliminere en potent kilde til nye kreftceller.

Forskningen har vært støttet av Georgia forskningsråd Alliance (GRA), den Ovarian Cancer Institute, Robinson Family Foundation og Deborah Nash Harris Endowment. Et medlem av Georgia Tech ATDC oppstart gasspedalen program og et GRA VentureLab selskap, har Sub-Micro også reist private midler for å støtte sin prototype utvikling.

Utfordringer fremover er å sikre at nanopartikler ikke kan omgå filtreringssystem å gå inn i kroppen, og kontrollere risikoen for infeksjon forårsaket av åpne bukhulen.

Utover kreft, forskerne mener deres tilnærming kan være nyttig for behandling av andre sykdommer der en reduksjon i sirkulerende kreftceller eller viruspartikler kan være nyttig. Ved hjelp av magnetiske nanopartikler konstruert for å fange HIV kan bidra til å redusere viral innhold i blodet, for eksempel.

"En teknologi som dette har mange ulike muligheter," sa Scarberry. "Vi er for tiden å utvikle teknologi for å kontrollere metastatisk spredning av eggstokkreft, men når vi har en enhet som kan effektivt isolere kreftceller fra sirkulerende væsker, inkludert blod, ville vi ha andre muligheter."

Kilde: http://www.gatech.edu/

Last Update: 4. October 2011 19:02

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