Arthrobotrys oligospora lever inte ett charmat liv; den överlever på en diet av spolmask. Men en upptäckt av ett team ledd av Mingjun Zhang, en docent i biomedicinsk teknik vid University of Tennessee, Knoxville, skulle kunna ge svampens liv mer syfte — som cancerbekämpare.

Zhang och hans team har upptäckt att nanopartiklar som produceras av A. oligospora lovar att stimulera immunförsvaret och döda tumörer. Resultaten publiceras i denna månads upplaga av Avancerade funktionella material .

Zhang ser vanligtvis till naturen för lösningar på världens utmaningar. Han och forskarassistenten Yongzhong Wang undersökte A. oligospora s fångstmekanism för rundmaskar när de upptäckte att svampen utsöndrar nanokompositer som består av mycket enhetliga nanopartiklar. Nanopartiklar är små partiklar som har visat sig vara viktiga i cancerterapier.

"Naturligt förekommande nanopartiklar har rönt ett ökande intresse från forskarsamhällen för deras biokompatibilitet, ", sa Zhang. "På grund av deras höga yta-till-volym-förhållande, nanopartiklar har visat unika optiska, termiska och elektroniska egenskaper. Dessutom, deras ringa storlek gör att de enkelt kan passera cellmembran, ett väsentligt krav för cancerterapi."

Forskarna undersökte svampens nanopartiklars potential som stimulerande medel för immunsystemet, och fann genom en in vitro-studie att nanopartiklarna aktiverar utsöndringen av ett immunsystemstimulerande medel inom en linje av vita blodkroppar.

De undersökte också nanopartiklarnas potential som ett antitumörmedel genom att in vitro testa toxiciteten för celler med hjälp av två tumörcellinjer, och upptäckte att nanopartiklar dödar cancerceller.

Enligt Zhang, naturen står inför många sjukdomar, och erbjuder rika mekanismer för att bota dem som ett resultat av evolutionen. Naturbaserade nanostrukturer har nästan oändlig mångfald, som kan erbjuda nya lösningar för terapeutiska tillämpningar.

"Denna studie kan vara ingången till en guldgruva av nya material för att behandla cancer, ", sade Zhang. "Att förstå hur dessa nanostrukturer bildas i de naturliga systemen kommer också att tillhandahålla mallar för syntesen av en framtida generation av konstruerade nanostrukturer för biomedicinska tillämpningar."

Forskarnas tillvägagångssätt lovar att öppna upp en ny väg för att kontrollera syntesen av organiska nanopartiklar med hjälp av syntetisk biologi.

"Denna spännande upptäckt är det första steget framåt i utvecklingen av naturliga nanopartikelbaserade terapier för cancerbehandling och visar vikten av att se till naturen för innovation inom sjukdomsbehandling, " sa Zhang.