(PhysOrg.com) -- Små nanosonder har visat sig vara effektiva för att leverera cancerläkemedel mer direkt till tumörceller - lindra skadorna på närliggande friska celler - och Purdue University-forskning har visat att nanosonderna får läkemedlen till rätt cellulära fack.
Professor Joseph Irudayaraj och doktorand Jiji Chen, både vid institutionen för jordbruks- och biologisk teknik, har funnit att nanosonderna, eller nanorods, vid beläggning med bröstcancerläkemedlet Herceptin, når cellernas endosomer, efterliknar leveransen av läkemedlet på egen hand. Endosomer utför en sorteringsfunktion för att leverera läkemedel och andra substanser till lämpliga platser.
"Vi har visat förmågan att spåra dessa nanopartiklar i olika cellulära fack av levande celler och visa var de samlas kvantitativt, " sa Irudayaraj, vars resultat publicerades tidigt online i tidskriften ACS Nano . "Våra metoder kommer att tillåta oss att beräkna mängden av ett läkemedel som behövs för att behandla en cancercell eftersom vi nu vet hur dessa nanopartiklar distribueras till olika delar av cellen."
Nanosonderna, som är ca 1, 000 gånger mindre än diametern på ett människohår, är gjorda av guld och magnetiska partiklar. En MRI-maskin kan spåra de magnetiska delarna av nanosonderna medan en mer känslig mikroskopiprocess kan upptäcka guldet.
Nanosonderna sattes in i levande mänskliga tumörceller under laboratorietester. Använda fluorescerande markörer för att differentiera organeller, eller underenheter av celler, Irudayarajs grupp kunde bestämma antalet nanosonder som ackumulerades i endosomerna, lysosomer och membran av dessa celler.
Cancerbehandlingar använder ofta höga läkemedelskoncentrationer som skadar friska celler nära en tumör. Medan Herceptin attraheras av och fäster vid proteinerna på ytan av bröstcancerceller, friska omgivande celler absorberar några av kemoterapiläkemedlen genom normalt vätskeintag.
Irudayaraj sa att inriktning på endast tumörceller med nanoprober skulle kräva mindre läkemedel och mildra biverkningarna av cancerkemoterapiläkemedel.
"Varje nanopartikel fungerar som en levererare av ett postpaket, eller dos, av läkemedlet direkt till lämplig plats, " sa Irudayaraj.
I Irudayarajs laboratorietester, endosomer fick en stor del av nanoroderna som innehöll Herceptin. Lysosomer, som fungerar som sopsamlingsenheter i celler och hindrar ett läkemedels effektivitet, fick en lägre koncentration av nanorods.
Irudayaraj sa att dessa procentsatser liknar hur celler distribuerar läkemedel genom traditionella behandlingar.
Irudayaraj kommer nästa att försöka fästa flera läkemedel till en nanopartikel och spåra deras distribution inom celler. Han vill också bestämma tidpunkten för ett läkemedels frisättning från nanosonderna efter att ha fästs vid tumörcellerna.
Mer information: Kvantitativ undersökning av kompartmentaliserad dynamik hos ErbB2 som riktar in sig på guldnanorods i levande celler genom enkelmolekylspektroskopi, Jiji Chen och Joseph Irudayaraj, ACS Nano .
Källa:Purdue University (nyheter:webb)
