(Phys.org) - Nanotermisk terapi - användningen av nanopartiklar för att laga en tumör till döds - är en av de många lovande användningarna av nanoteknik för att både förbättra effektiviteten av cancerterapi och minska dess biverkningar. Nu, ett team av utredare från Texas Center for Cancer Nanomedicine har visat att levercancerceller kommer att ta upp riktade guldnanopartiklar, absorbera radiovågor, och genererar värme som skadar cellerna. Dessutom, forskarna har upptäckt hur man kan öka den termiska toxiciteten hos dessa nanopartiklar.
Denna forskning leddes av Steven A. Curley, vid University of Texas M.D. Anderson Cancer Center, och Lon Wilson, från Rice University. Utredarna publicerade sina resultat i tidskriften Nanomedicin .
Biokompatibla guldnanopartiklar är idealiska vehiklar för att leverera värme till tumörer eftersom de är giftfria, stabil, och kan beläggas med en mängd olika molekyler för att rikta dem mot tumörer. Till skillnad från konventionella anticancermedel, guldnanopartiklar är ofarliga om de inte först aktiveras av en energikälla, såsom ett nära-infrarött ljus som levereras av en laser. Faktiskt, laseraktiverade guldnanopartiklar testas i kliniska prövningar på människor för behandling av huvud- och halscancer. Radiovågor, dock, har en potentiell fördel jämfört med laserenergi eftersom radiovågor inte interagerar med biologiska vävnader och därmed kan tränga djupare in i kroppen än laserljus.
Ett av de största hindren för att använda radiofrekvensaktiverade guldnanopartiklar för att behandla cancer är deras tendens att klumpa ihop sig, vilket minskar deras förmåga att absorbera energi och omvandla den till värme. I den aktuella studien, forskarna från Texas syftade till att utveckla en exakt förståelse för varför klumpar uppstår och utveckla metoder för att förhindra att det händer. Deras experiment visade att det låga pH-värdet i endosomerna – de små vesiklarna som för in antikroppsriktade nanopartiklar in i cellerna – är den primära orsaken till aggregation.
I ett försök att neutralisera det sura pH-värdet i endosomer, utredarna behandlade cellerna med ett av två olika läkemedel - concanamycin A, ett antibiotikum som inte är avsett för användning på människor, och klorokin, ett godkänt antimalariamedel – som är kända för att förhindra endosomförsurning. När de behandlade cellerna utsattes för antikroppsinriktade guldnanopartiklar och sedan radiofrekvensaktivering, värmeavledad celldöd ökade markant jämfört med den som ses med celler som inte förbehandlades med syrablockerarna, genom att bevara proteinbeläggningen på guldnanopartikelytan. Baserat på dessa resultat, utredarna utvecklar nu antikroppsinriktade nanopartiklar med beläggningar som förhindrar aggregering i endosomens sura miljö.
Detta jobb, som beskrivs i en artikel med titeln, "Stabilitet av antikroppskonjugerade guldnanopartiklar i endo-lysosomal nanomiljö:Konsekvenser för icke-invasiv radiofrekvensbaserad cancerterapi, "stöddes delvis av NCI:s program för fysikaliska vetenskaper-onkologi, ett omfattande initiativ för att påskynda tillämpningen av nanoteknik för förebyggande, diagnos, och behandling av cancer. En sammanfattning av denna uppsats finns på tidskriftens webbplats.
