En transmissionselektronmikroskopbild av en guldhybridnanopartikel som kan användas för att behandla cancer. Guldet i mitten är omgivet av två stycken järnoxid. (Dickson Kirui)
Ytterligare ett vapen i arsenalen mot cancer:nanopartiklar som identifierar, målinrikta och döda specifika cancerceller samtidigt som friska celler lämnas ifred.
Leds av Carl Batt, Liberty Hyde Bailey professor i livsmedelsvetenskap, forskarna syntetiserade nanopartiklar - formade ungefär som en hantel - gjorda av guld inklämt mellan två bitar av järnoxid. De fäste sedan antikroppar, som riktar sig mot en molekyl som endast finns i kolorektala cancerceller, till partiklarna. Väl bunden, nanopartiklarna uppslukas av cancercellerna.
För att döda cellerna, forskarna använder en nära-infraröd laser, vilket är en våglängd som inte skadar normal vävnad vid de använda nivåerna, men strålningen absorberas av guldet i nanopartiklarna. Detta gör att cancercellerna värms upp och dör.
"Detta är en så kallad "smart" terapi, " Sa Batt. "Att vara en smart terapi, det bör riktas, och den borde ha en viss förmåga att aktiveras bara när den är där och sedan dödar bara cancercellerna."
Målet, sa huvudförfattaren och biomedicinsk doktorand Dickson Kirui, är att förbättra tekniken och göra den lämplig för testning i en klinisk prövning på människa. Forskarna arbetar nu med ett liknande experiment riktat mot prostatacancerceller.
"Om, längs linjen, du kan kliniskt bara rikta in dig på cancercellerna, du kan då bespara hälsan kring cellerna från att skadas - det är det kritiska, sa Kirui.
Guld har potential som en materiell nyckel för att bekämpa cancer i framtida smarta terapier. Det är biokompatibelt, inert och relativt lätt att justera kemiskt. Genom att ändra storleken och formen på guldpartikeln, Kirui och kollegor kan ställa in dem för att svara på olika våglängder av energi.
När det väl tagits upp av forskarnas guldpartiklar, cancercellerna förstörs av värme - bara några grader över normal kroppstemperatur - samtidigt som den omgivande vävnaden lämnas oskadd. En sådan lågeffektlaser har ingen effekt på omgivande celler eftersom just den våglängden inte värmer upp celler om de inte är laddade med nanopartiklar, förklarade forskarna.
Genom att använda järnoxid - som i grunden är rost - eftersom de andra delarna av partiklarna en dag kan göra det möjligt för forskare att också följa utvecklingen av cancerbehandlingar med hjälp av magnetisk resonanstomografi, Kirui sa, genom att dra nytta av partiklarnas magnetiska egenskaper.
