Forskare vid universitetet i Buffalo har utvecklat en ny teknik med hjälp av kvantprickar som förväntas få stora konsekvenser för forskning och behandling av tuberkulos, liksom andra inflammatoriska lungsjukdomar.

Ett papper som visas online Nanomedicin:Nanoteknik, Biologi och medicin som en artikel i pressen beskriver specifik leverans av ett kemoterapeutiskt läkemedel till specifika celler i lungan, särskilt den alveolära vita blodkroppen, utan att orsaka akut inflammation.
Kvantprickar är små halvledarpartiklar i allmänhet inte större än 10 nanometer som kan få fluorescerande i olika färger beroende på deras storlek. Forskare är intresserade av kvantprickar eftersom de är en utmärkt bärare och håller mycket längre än konventionella färgämnen som används för att märka molekyler, som vanligtvis slutar att avge ljus på några sekunder.

"Förmågan att rikta in sig på specifika celler i lungan utan att utsätta omgivande celler och vävnader eller avlägsna organ för de skadliga effekterna av läkemedel är en spännande väg att utforska, "säger Krishnan V. Chakravarthy, Doktorsexamen, en forskare vid UB School of Medicine and Biomedical Sciences gemensamma MD/PhD -program och huvudförfattare på uppsatsen.

"Vi har kunnat bevisa detta i både odlade celler och i djur, "fortsätter han." Tekniken är fortfarande i sin linda, men att kunna utföra dessa experiment i hela djuret gör det mer lovande som klinisk tillämpning. Det långsiktiga målet skulle vara att göra riktad läkemedelsleverans genom aerosoliserade tekniker, gör den lämplig för klinisk användning. "

Forskare vid UB:s Institute of Lasers, Photonics och Biophotonics har gjort stora framsteg i användningen av kvantprickar, kallas ibland konstgjorda atomer, att bygga nya enheter för biologisk och miljömässig avkänning.

I denna forskning, kvantprickar kopplades till doxorubicin, ett läkemedel mot cancer mot kemoterapi, att rikta specifika lungceller, känd som alveolära makrofager (aMØ) som spelar en kritisk roll vid patogenesen av olika inflammatoriska lungskador.

"AMØ är sentinelcellen som är involverad i att styra värdens medfödda och adaptiva immunsvar som är involverade i infektiösa och icke-infektiösa lungsjukdomar, såsom KOL, "konstaterar Chakravarthy." aMØ:s centrala roll som svar på miljöpåverkan gör dessa celler till en idealisk kandidat för riktad läkemedelsleverans för att modulera immun/inflammatoriskt svar. "

För att testa förmågan hos länkad quantum dot-doxorubicin (QD-DOX) att minska lunginflammation, forskarna levererade QD-DOX eller doxorubicin ensam till råttor och möss och bedömde skadan på lungan. Doxorubicin, ett ofta använt cancerläkemedel, är känt för att orsaka en mängd olika skadliga immunsvar hos cancerpatienter.

Resultaten visade att QD-DOX ökade upptaget av läkemedlet jämfört med enbart doxorubicin, och orsakade inte så signifikant ett proinflammatoriskt svar som enbart doxorubicin. Forskarna visade också att läkemedlet frigörs från QD-DOX-formuleringen när det levereras till den riktade cellen och fortfarande behåller sin bioaktivitet.

"Baserat på dessa resultat, vi tror att koppling av kvantprickar med terapeutiska läkemedel kan ha en enorm potential för diagnos och behandling av lungskada jämfört med andra nanopartiklar, och bör vidareutvecklas för lungfarmakoterapiapplikationer, "säger Chakravarthy.