Hepatocellulärt karcinom är den vanligaste cancerformen som drabbar levern. Mer än 500, 000 människor världen över, koncentrerad till Afrika söder om Sahara och Sydostasien, får diagnosen årligen. De flesta av de drabbade dör inom sex månader.

Ett stort hinder för behandling av levercancer är bristen på tidig diagnos. Nuvarande tekniker, inklusive ultraljud, CT- och MR-undersökningar, upptäcka tumörer först när de har vuxit till cirka 5 centimeter i diameter. Vid den tiden, cancern är särskilt aggressiv, motstår kemoterapi och svår att ta bort kirurgiskt.

Nu rapporterar ett forskarlag under ledning av Brown University några lovande resultat för tidigare diagnos. I labbtester, teamet använde guldnanopartiklar omringade av en laddad polymerbeläggning och en röntgenspridningsteknik för att upptäcka tumörliknande massor så små som 5 millimeter. Tillvägagångssättet, beskrivs i tidskriften American Chemical Society Nanobokstäver, markerar första gången som metallnanopartiklar har använts som medel för att förbättra röntgenspridningssignaler för att avbilda tumörliknande massor.

"Det vi gör är inte en screeningmetod, " sa Christoph Rose-Petruck, professor i kemi vid Brown University och motsvarande författare på tidningen. "Men i ett rutinprov, med människor som har riskfaktorer, såsom vissa typer av hepatit, vi kan använda den här tekniken för att se en tumör som bara är några millimeter i diameter, som, när det gäller storlek, är en faktor 10 mindre. "

Teamet tog guldnanopartiklar med 10 och 50 nanometer i diameter och ringde dem med ett par 1-nanometer polyelektrolytbeläggningar. Beläggningen gav nanopartiklarna en laddning, vilket ökade chansen att de skulle uppslukas av cancercellerna. Väl uppslukad, teamet använde röntgenspridningsbilder för att upptäcka guldnanopartiklarna i de maligna cellerna. I labbtester, de giftfria guldnanopartiklarna utgjorde bara 0,0006 procent av cellens volym, ändå hade nanopartiklarna tillräckligt med kritisk massa för att kunna detekteras av röntgenspridningsanordningen.

"Vi har visat att även med dessa små antal, vi kan skilja dessa [tumör] celler, " sa Rose-Petruck.

Nästa steg för forskarna är på den kliniska sidan. Med början i sommar, gruppen kommer att fästa en cancerinriktad antikropp till nanopartikelvehikeln för att söka efter levertumörer hos möss. Antikroppen som kommer att användas har utvecklats av Jack Wands, chef för Liver Research Center vid Rhode Island Hospital och professor i medicinsk vetenskap vid Warren Alpert Medical School vid Brown University.

"Vi har utvecklat en monoklonal antikropp som riktar sig mot ett cellytprotein som starkt uttrycks på levercancerceller, "Wands sa." Vi planerar att koppla antikroppen till guldnanopartiklarna i ett försök att upptäcka tillväxten av tidiga tumörer i levern genom röntgenbildning. "

Forskarna säger att röntgenspridningsmetoden kan användas för att upptäcka nanopartikelsammansättningar i andra organ. "Tanken borde vara att om du kan ta reda på att få den [nanopartikeln] till specifika platser i kroppen, du kan ta reda på hur du ska bilda det, "sa Danielle Rand, en andraårs doktorand i kemi och den första författaren på pappret.