(PhysOrg.com) -- En mängd studier av många utredare visar att guldnanopartiklar har ett verkligt lovande som anticancermedel. När den bestrålas med ljus, guld nanopartiklar blir snabbt varma, tillräckligt varmt för att generera explosiva mikrobubblor som dödar närliggande cancerceller, en fysisk process som kallas den fototermiska effekten.
För att stärka detta tillvägagångssätt, forskare vid University of California, Los Angeles, har utvecklat en metod för att skapa supramolekylära sammansättningar av guldnanopartiklar som fungerar som högeffektiva fototermiska medel av en storlek utformad för att optimera deras leverans till tumörer.
Hsien-Rong Tseng och hans kollegor rapporterade sitt arbete i tidskriften Angewandte Chemie International Edition . Dr. Tseng är medlem i Nanosystems Biology Cancer Center, ett National Cancer Institute Center for Cancer Nanotechnology Excellence.
För att skapa sina självmonterande supramolekylära guldnanopartiklar, forskarna utnyttjade ett par molekyler, cyklodextrin och adamantin, som binder mycket hårt till varandra. De tog först guld nanopartiklar, 2 nanometer i diameter, och dekorerade nanopartiklarnas yta med adamantan. De lade sedan till två andra konstruktioner:cyklodextrin fäst till en biokompatibel polymer känd som polyetylenimin, och adamantan kopplat till polyetylenglykol, en annan biokompatibel polymer. När de kombineras i olika förhållanden, dessa tre konstruktioner sätts snabbt ihop till nanopartiklar med väldefinierade storlekar från 40 till 118 nanometer i diameter. När komplexen väl renats, forskarna fäste sedan en tumörmålmolekyl på ytan av de resulterande supramolekylära komplexen.
För denna studie, utredarna använde 118 nanometer guldkomplexen och visade att när de bestrålades med en laserstråle, temperaturen på aggregaten steg snabbt över 374°C, den temperatur vid vilken explosiva mikrobubblor bildas. För att testa hur effektivt dessa komplex kan döda cancerceller, forskarna lade till dem i hjärntumörceller, bestrålade dem med ljus, och mätte sedan hur många celler som hade dödats inom två timmar. Som en kontroll, forskarna upprepade experimentet med celler som saknade receptorn för målinriktningsmedlet de tillsatte till nanopartiklarna. Resultat från detta experiment visade tydligt att de riktade nanopartiklarna lätt dödade de riktade tumörcellerna men inte cellerna som saknade den riktade receptorn. Ytterligare experiment visade att 2-nanometer guldnanopartiklar inte var lika effektiva som de supramolekylära enheterna för att döda målcellerna.
Detta jobb, som beskrivs i en artikel med titeln, "Fototermiska effekter av supramolekylärt sammansatta guldnanopartiklar för målinriktad behandling av cancerceller, " stöddes delvis av NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, ett omfattande initiativ utformat för att påskynda tillämpningen av nanoteknik för att förebygga, diagnos, och behandling av cancer. En sammanfattning av denna artikel finns tillgänglig på tidskriftens webbplats.
