Cancerbehandlingar baserade på laserirridering av små nanopartiklar som injiceras direkt i cancertumören fungerar och kan förstöra cancern inifrån. Forskare från Niels Bohr Institutet och Hälsovetenskapliga fakulteten vid Köpenhamns universitet har utvecklat en metod som dödar cancerceller med hjälp av nanopartiklar och lasrar. Behandlingen har testats på möss och det har visats att cancertumörerna är avsevärt skadade. Resultaten publiceras i den vetenskapliga tidskriften, Vetenskapliga rapporter .

Traditionella cancerbehandlingar som strålning och kemoterapi har stora biverkningar, eftersom de inte bara påverkar cancertumörerna, men också de friska delarna av kroppen. Ett stort tvärvetenskapligt forskningsprojekt mellan fysiker vid Niels Bohr-institutet och läkare och humanbiologer vid Panum-institutet och Rigshospitalet har utvecklat en ny behandling som endast påverkar cancertumörer lokalt och därför är mycket skonsammare för kroppen. Projektet heter Laser Activated Nanoparticles for Tumor Elimination (LANTERN). Projektledare är professor Lene Oddershede, en biofysiker och chef för forskargruppen Optical Pincet vid Niels Bohr Institutet vid Köpenhamns universitet i samarbete med professor Andreas Kjær, chef för Cluster for Molecular Imaging, Panum-institutet.

Efter att ha experimenterat med biologiska membran, forskarna har nu testat metoden på levande möss. I experimenten, mössen får cancertumörer från laboratorieodlade mänskliga cancerceller.

"Behandlingen går ut på att injicera små nanopartiklar direkt i cancern. Sedan värmer man upp nanopartiklarna utifrån med hjälp av laser. Det är en stark växelverkan mellan nanopartiklarna och laserljuset, vilket gör att partiklarna värms upp. Vad som sedan händer är att de upphettade partiklarna skadar eller dödar cancercellerna, " förklarar Lene Oddershede.

Design och effekt

De små nanopartiklarna är mellan 80 och 150 nanometer i diameter (en nanometer är en miljondels millimeter). De testade partiklarna består av antingen massivt guld eller en skalstruktur som består av en glaskärna med ett tunt skal av guld runt omkring. Några av experimenten syftade till att ta reda på vilka partiklar som är mest effektiva för att minska tumörer.

"Som fysiker har vi stor expertis i samspelet mellan ljus och nanopartiklar och vi kan mycket noggrant mäta temperaturen på de uppvärmda nanopartiklarna. Effektiviteten beror på rätt kombination mellan partiklarnas struktur och material, deras fysiska storlek och ljusets våglängd, " förklarar Lene Oddershede.

Experimenten visade att forskarna fick bäst resultat med nanopartiklar som var 150 nanometer stora och bestod av en kärna av glas belagd med guld. Nanopartiklarna belystes med nära-infrarött laserljus, som är bäst på att tränga igenom vävnaden. I motsats till konventionell strålterapi, det nära-infraröda laserljuset orsakar inga brännskador på vävnaden som det passerar genom. Bara en timme efter behandlingen, de kunde redan direkt se med PET-skanningar att cancercellerna hade dödats och effekten fortsatte i minst två dagar efter behandlingen.

"Nu har vi bevisat att metoden fungerar. På längre sikt vi skulle vilja att metoden fungerar genom att injicera nanopartiklarna i blodomloppet, där de hamnar i de tumörer som kan ha spridit sig. Med PET-skanningarna kan vi se var tumörerna finns och bestråla dem med laser, samtidigt som man effektivt bedömer hur väl behandlingen har fungerat kort efter bestrålningen. Dessutom, vi kommer att belägga partiklarna med kemoterapi, som frigörs av värmen och som också hjälper till att döda cancercellerna, " förklarar Lene Oddershede.