UMass Medical School -forskaren Gang Han, Doktorsexamen, och hans team har utformat en ny klass molekyler som används i fotodynamisk terapi som kan rikta lampljus djupt in i vävnad för att döda cancertumörer.

I en ny artikel publicerad i Journal of the American Chemical Society , Dr Han, docent i biokemi och molekylär farmakologi, beskriver hur de karbazolsubstituerade BODIPY (Car-BDP) molekylerna, som har en intensiv, brett NIR -absorptionsband med ett anmärkningsvärt högt kvantutbyte i singlet -syre, kommer att främja den potentiella kliniska tillämpningen för fotodynamisk terapi.

"Denna studie signalerar ett stort steg framåt i fotodynamisk terapi genom att utveckla en ny klass av NIR-absorberande biologiskt nedbrytbara organiska nanopartiklar för en mycket effektiv inriktning och behandling av djupvävnadstumörer, "Sa Han.

Vävnadspenetrationsdjup är en stor utmaning i praktisk fotodynamisk terapi. Traditionellt, det innebär att patienten får ett icke-toxiskt ljuskänsligt läkemedel, som absorberas av alla kroppens celler, inklusive cancerframkallande. Ett rött laserljus som är specifikt inställt på läkemedelsmolekylerna tänds sedan selektivt i tumörområdet. När det röda ljuset interagerar med det ljuskänsliga läkemedlet, det producerar en mycket reaktiv form av syre (singlet oxygen) som dödar de maligna cancercellerna medan de flesta grannceller lämnas oskadade.

Baserat på forskning från Han Lab vid UMMS och kollegor, processen kan bli enklare, mer effektiv och kostnadseffektiv.

Han förklarade att efter att ha inkapslats med biologiskt nedbrytbara polymerer, Bil-BDP-molekyler kan bilda enhetliga och små, organiska nanopartiklar som är vattenlösliga och tumörmålbara. Används i kombination med en rekordlåg effektdensitet och kostnadseffektiv inkoherent lamplampa, snarare än det koherenta högeffektlaserljuset som används i den befintliga terapin, molekylerna kan spåras när de sprids genom kroppen, djupt in i vävnaden och för att beskriva och döda cancertumörer. Mer intressant, de organiska nanopartiklarna visade sig ha en extremt lång cirkulationstid och kan tas bort från kroppen, vilket är avgörande för ny praktisk fotodynamisk terapiutveckling av läkemedel, Sa Han.

Han sa att kombinationen är "tillräcklig för att övervaka och utlösa praktisk fotodynamisk terapieffekt av dessa nanopartiklar inom en mängd olika tumörer på djupvävnadsnivå, såsom lungor, kolon, prostatacancer och bröstcancer. "

Dessutom, den potentiella nya plattformen för exakt tumörriktad teranostik och nya möjligheter med lampor med låg effekt kan möjliggöra framtida prisvärd klinisk cancerbehandling som patienter kan hantera i sina hem eller resursbristområden, som på slagfält och i utvecklingsländer.