En banbrytande ny teknik som kan göra ljusbaserad cancerbehandling mer effektiv och säkrare för patienter, samtidigt som kostnaderna minskar, har utvecklats av forskare från University of Sheffield.

Studien, utförs av Ph.D. student Jose Ricardo Aguilar Cosme och övervakas av ett tvärvetenskapligt team av forskare från universitetets institution för materialvetenskap och teknik och institutionen för onkologi och metabolism, har utvecklat små kolnanopartiklar som kan leverera cancerläkemedel till tumörer.

Ljusbaserad terapi, även känd som fotodynamisk terapi, är redan en kliniskt godkänd behandling som använder läkemedel som bara fungerar när de utsätts för ljus för att förstöra cancerceller. Dock, många av dessa läkemedel är ofta giftiga även utan ljus, orsakar många biverkningar hos patienter och leder till behandlingsmisslyckande.

Forskare från University of Sheffield har försökt förbättra dessa läkemedel genom att använda små kolprickar som ett sätt att få läkemedlet till tumören. Kolprickar är fluorescerande nanopartiklar med mycket liten toxicitet, vilket gör dem extremt användbara för denna applikation. Dessa nanopartiklar tillverkades med vanliga ingredienser som sackaros och citronsyra, som förekommer naturligt i olika frukter.

Två olika versioner av kolprickarna utvecklades som en del av forskningen, en med läkemedlet bundet på ytan (PpIX-CD) och ett där läkemedlet var inuti pricken (PpIX@CD).

Det ljusaktiverade läkemedlet som University of Sheffield-teamet använde var protoporfyrin IX (PpIX).

Dr Frederik Claeyssens från universitetets institution för materialvetenskap och teknik, som ledde forskningen, sade:"När läkemedlet var bundet till ytan av en kolprick var det fyra gånger mindre giftigt utan ljus samtidigt som det bibehöll sin cancerdödande effekt i en labbmodell av melanom hudcancer. Detta ökar läkemedlets totala effektivitet.

"En ytterligare fördel med kolprickarna är att de lyser, även känd som fluorescens, vilket gör dem mycket enkla att hitta. Vi observerade att partiklarna snabbt kommer in i tumörceller och deras fluorescens gör det enkelt att övervaka hur de rör sig runt kroppen och hur de ackumuleras i tumörer."

Dr Helen Bryant från universitetets institution för onkologi och metabolism, som också ledde forskningen, tillade:"Vår forskning har potential att producera billigare läkemedel mot cancer med större effektivitet för att döda tumörer och färre biverkningar hos patienter. Nästa steg i vårt arbete är översättningen av våra resultat till mer komplexa cancermodeller och i slutändan till patienter. "

Jose Ricardo Aguilar Cosme, en Ph.D. Engineering Materials student, sade:"Utvecklingen av nya metoder för läkemedelsleverans kan göra läkemedel säkrare och mer effektiva. Vi hoppas kunna utöka vår forskning för att utvärdera effektiviteten av kolprickar med läkemedel som vanligtvis används i kemoterapi och mer kliniskt relevanta cancermodeller."