National University of Singapore (NUS) forskare vid Fakulteten för teknikens avdelning för bioingenjör har upptäckt en ny teknik som banar väg för en ny säker och icke-invasiv metod för behandling av djup cancer. Leds av docent Zhang Yong, laget har hittills bevisat att deras teknik kan hämma tumörtillväxt och kontrollera genuttryck hos möss. Detta är världens första för användning av nanopartiklar för icke-invasiv fotodynamisk behandling av djup cancer.

Teamets resultat publicerades online i Naturmedicin på måndag, 17 september 2012.

Teamet har upptäckt ett sätt att kontrollera genuttryck genom att använda nanopartiklar som kan omvandla nära-infrarött (NIR) ljus till synligt eller UV-ljus. Dessa nanopartiklar kan introduceras i patientens målplatser, att göra sitt goda arbete.

Gener frigör vissa proteiner i vår kropp för att säkerställa att vårt inre "maskineri" fungerar bra och vi förblir friska. Dock, ibland, processen kan gå snett och få vår kropp att fungera, som leder till olika sjukdomar. Men läkare kan rätta till detta genom att manipulera genprocessen
uttryck med UV -ljus. Dock, UV -ljus kan orsaka mer skada än nytta.

Assoc Prof Zhang, lagledaren, sa:"NIR, förutom att vara giftfri, kan också tränga djupare in i våra vävnader. När NIR når önskade platser i patientens kropp, nanopartiklarna som vi har uppfunnit, kan konvertera NIR tillbaka till UV-ljus (upp-omvandling) för att effektivt aktivera generna på önskat sätt-genom att styra mängden proteiner som uttrycks varje gång, när detta ska ske, liksom hur länge det ska pågå. "

Deras resultat från denna studie publicerades tidigare i Förfaranden från National Academy of Sciences i maj 2012.

Eftersom upp-omvandling nanopartiklar också kan användas för att producera synligt ljus, teamet har utökat sin tillämpning till andra ljusbaserade terapier. Konventionell ljusterapi för behandling av tumörer använder synligt ljus för att aktivera ljuskänsliga läkemedel som kan döda cancerceller. Dock, sådant synligt ljus är inte tillräckligt genomträngande för att nå djupgående tumörer. Teamets metod att använda NIR kan tränga in mycket djupare. Teamets resultat publicerades just online i Nature Medicine.

Deras nya användning av nanopartiklar gjorde nyheter under 2010. Belagd med mesoporös kiseldioxid, dessa partiklar har till uppgift att utföra "upp-omvandling". Deras uppsats "Multicolour Core Shell-Structured Up-conversion Fluorescent Nanoparticles" publicerades i Advanced Materials i december 2008. Det var ett av de mest citerade artiklarna på grund av dess relevans i dagens vetenskap.

"Genom att använda våra nanopartiklar, läkemedel kan aktiveras av NIR -ljus som är säkert. Ljuset kan också tränga djupare in i vävnader för att behandla sjuka celler, "sade Assoc Prof Zhang.

Medförfattare till tidningen, Doktoranden Muthu Kumara Gnananasammandhan tillade att det de har utvecklat är en plattformsteknik som kan anpassas för ett brett spektrum av applikationer. Till exempel, förutom fotodynamisk terapi, deras innovation kan också användas för bioimaging där nanopartiklarna kan fästas på biomarkörer, som sedan fäster vid cancerceller, möjliggör bättre avbildning av tumörer och cancerceller.

Teamet med sex medlemmar består av forskare från fakulteterna för teknik och naturvetenskap, liksom NUS Yong Loo Lin School of Medicine.

Teamet samarbetar för närvarande med forskare vid National Cancer Center Singapore för att driva ett projekt som finansieras av Agency for Science, Teknik och forskning (A*STAR) som kommer att bedöma teknikens säkerhet och effekt för att bana väg för pilotkliniska prövningar i framtiden.