Grafisk skildring av processen att använda kobolt- och mangandopade nanopartiklar för att döda tumörer via magnetisk hypertermi. Upphovsman:Tetiana Korzun
Forskare vid Oregon State University har utvecklat en förbättrad teknik för att använda magnetiska nanokluster för att döda svåråtkomliga tumörer.
Magnetiska nanopartiklar - små bitar av materia så små som en miljarddels meter - har visat ett löfte mot cancer för tumörer som är lättillgängliga med spruta, så att partiklarna kan injiceras direkt i cancertillväxten.
När den väl injicerats i tumören, nanopartiklarna utsätts för ett alternerande magnetfält, eller AMF. Detta fält får nanopartiklarna att nå temperaturer över 100 grader Fahrenheit, vilket gör att cancercellerna dör.
Men för vissa cancertyper som prostatacancer, eller äggstockscancer som användes i Oregon State-studien, direkt injektion är svårt. I den typen av fall, en "systemisk" leveransmetod - intravenös injektion, eller injektion i bukhålan – skulle vara lättare och effektivare.
Utmaningen för forskare har varit att hitta rätt typ av nanopartiklar - sådana som, när det administreras systemiskt i kliniskt lämpliga doser, ackumuleras i tumören tillräckligt bra för att tillåta AMF att värma cancerceller till döds.
Olena Taratula och Oleh Taratula från OSU College of Pharmacy tacklade problemet genom att utveckla nanokluster, multiatomsamlingar av nanopartiklar, med förbättrad värmeeffektivitet. Nanoklusterna är hexagonformade järnoxid-nanopartiklar dopade med kobolt och mangan och laddade i biologiskt nedbrytbara nanobärare.
OSU-forskarna Olena och Oleh Taratulas arbete med magnetiska nanokluster som cancerterapi visades på omslaget till ACS Nano . Kredit:Tetiana Korzun
Fynden publicerades i ACS Nano .
"Det hade gjorts många försök att utveckla nanopartiklar som kunde administreras systemiskt i säkra doser och ändå möjliggöra tillräckligt varma temperaturer inuti tumören, sa Olena Taratula, docent i läkemedelsvetenskap. "Vår nya nanoplattform är en milstolpe för behandling av svåråtkomliga tumörer med magnetisk hypertermi. Detta är ett proof of concept, och nanoklusterna kan potentiellt optimeras för ännu högre uppvärmningseffektivitet. "
Nanoklustrens förmåga att nå terapeutiskt relevanta temperaturer i tumörer efter en enda, lågdos IV-injektion öppnar dörren för att utnyttja den fulla potentialen av magnetisk hypertermi vid behandling av cancer, antingen själv eller med andra terapier, tillade hon.
"Det har redan visats att magnetisk hypertermi vid måttliga temperaturer ökar cancercellers mottaglighet för kemoterapi, strålning och immunterapi, "Sa Taratula.
Musmodellen i denna forskning involverade djur som fick IV nanoklusterinjektioner efter att äggstockstumörer hade ympats under huden.
"För att främja denna teknik, framtida studier måste använda ortotopiska djurmodeller-modeller där djupgående tumörer studeras på den plats de faktiskt skulle inträffa i kroppen, " sa hon. "Dessutom, för att minimera uppvärmningen av frisk vävnad, nuvarande AMF -system måste optimeras, eller nya utvecklats."
