Forskare vid Oregon State University har utvecklat ett nytt sätt att selektivt infoga föreningar i cancerceller - ett system som hjälper kirurger att identifiera maligna vävnader och sedan, i kombination med fototerapi, döda eventuella kvarvarande cancerceller efter att en tumör har tagits bort.

Det är ungefär så enkelt som, "Om det lyser, klipp ut det." Och om några maligna celler finns kvar, de kommer snart att dö.

Resultaten, publiceras i tidskriften Nanoskala , har visat anmärkningsvärd framgång i försöksdjur. Konceptet bör möjliggöra mer exakt kirurgiskt avlägsnande av solida tumörer samtidigt som det utrotar eventuella kvarvarande cancerceller. I laboratorietester, det förhindrade helt återkommande cancer efter fototerapi.

Teknik som denna, forskare sa, kan ha en lovande framtid för identifiering och kirurgiskt avlägsnande av maligna tumörer, samt att använda nära-infrarött ljusbehandlingar som kan döda kvarvarande cancerceller, både genom mild uppvärmning av dem och generering av reaktiva syrearter som också kan döda dem.

"Det här är en slags dubbelattack som avsevärt kan förbättra framgången för canceroperationer, "sa Oleh Taratula, en biträdande professor vid OSU College of Pharmacy.

"Med detta tillvägagångssätt, cancerceller och tumörer kommer bokstavligen att lysa och fluorescera när de utsätts för nära-infrarött ljus, ge kirurgen en exakt guide om vad som ska tas bort, ", sade Taratula. "Det samma ljuset kommer att aktivera föreningar i cancercellerna som kommer att döda alla maligna celler som finns kvar. Det är ett spännande nytt tillvägagångssätt för att hjälpa operationen att lyckas."

Arbetet är baserat på användningen av en känd förening som kallas naftalocyanin, som har några ovanliga egenskaper när de utsätts för nära-infrarött ljus. Det kan få en cell att glöda som en guide till kirurger; värm cellen för att döda den; och producera reaktiva syrearter som också kan döda den. Och genom att justera intensiteten på ljuset, verkan av föreningen kan kontrolleras och optimeras för att bara döda tumören och cancercellerna. Denna forskning gjordes med äggstockscancerceller.

Dock, naftalocyanin är inte vattenlösligt och tenderar också att klumpa ihop sig, eller sammanlagt, inuti kroppen, i processen att förlora sin förmåga att få celler att lysa och generera reaktiva syrearter. Detta gör det också svårt eller omöjligt att ta sig igenom cirkulationssystemet och bosätta sig enbart i cancerceller.

OSU-experter övervann dessa problem genom att använda en speciell vattenlöslig polymer, kallas en dendrimer, som gör att naftalocyaninet kan gömma sig i en molekyl som specifikt kommer att fästa vid cancerceller, och inte frisk vävnad. Dendrimeren, en extremt liten nanopartikel, drar fördel av vissa fysiska egenskaper som blodkärl som leder till cancerceller har, men friska gör det inte. Det kommer lätt att glida in i en tumör men skonar till stor del all frisk vävnad.

Väl på plats, och utsatt för den typ av ljus som behövs, cancercellerna kommer då att glöda - skapar en biologisk vägkarta för en kirurg att följa för att identifiera vilka vävnader som ska avlägsnas och vad som ska lämnas. På samma gång, några minuter av denna ljusexponering aktiverar naftalocyanin för att döda eventuella kvarvarande celler.

Detta en-två slag av operation och en icke-toxisk, kombinatorisk fototerapi har betydande löfte, Sa Taratula. Det skiljer sig ganska mycket från befintliga kemoterapier och strålterapier.

"För många cancerformer, operation är ett förstahandsval av behandling, ", sa Taratula. "Under kommande år kan vi ha ett verktyg för att göra den operationen mer exakt, effektivt och noggrant än det har varit tidigare."

Innan du försöker göra mänskliga kliniska tester, OSU-forskare hoppas kunna fullända processen och sedan samarbeta med Shay Bracha, en biträdande professor vid OSU College of Veterinary Medicine, att testa det på levande hundar som har maligna tumörer. Tekniken har redan visats framgångsrik i laboratoriemöss. Ingenting värt, sa forskarna, är att även när fototerapi förstörde deras maligna tumörer, mössen visade inga uppenbara biverkningar och djuren gick inte ner i vikt.

System med liknande teknik testas också av andra forskare, men vissa av dem kräver flera avbildnings- och terapeutiska medel, upprepad bestrålning och två lasrar. Detta ökar kostnaderna, kan minska effektiviteten och öka risken för biverkningar, OSU-forskare sa i sin rapport.