Forskarna designade och skapade peptoid nanorör för riktad tumörcellsavbildning och terapi. Genom att använda en kombination av kemoterapi och fotodynamiska terapier, nanorören var mycket effektiva för att döda cancerceller (Peptoid Nanotubes:Bioinspired Peptoid Nanotubes for Targeted Tumor Cell Imaging and Chemo‐Photodynamical Therapy/Small 43/2019/Copyright Wiley-VCH Verlag GmbH &Co. KGaA. Återges med tillstånd).
En exakt och giftfri behandling som riktar sig mot lungcancerceller i nanoskala kan effektivt döda cellerna även vid låg dos.
Forskare från Washington State University och Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) använde små rör gjorda av organiska molekyler som kallas peptoider för att leverera cancerdödande läkemedel på ett riktat sätt.
Forskningen, leds av Yuehe Lin, professor vid WSU:s School of Mechanical and Materials Engineering, och Chun-Long Chen, en senior forskare vid PNNL och en gemensam fakultetsstipendiat vid University of Washington, publicerades som omslagsartikel i den prestigefyllda tidskriften Små .
De biologiskt inspirerade nanorören, som är ungefär hundra tusen gånger tunnare än ett människohår, rullades upp från membranliknande nanoark. Läkemedelsmolekylerna, fluorescerande färgämnen och cancerinriktade molekyler placerades exakt i nanorören, gör det möjligt för dem att spåra effektiviteten av läkemedelstillförsel till cancercellerna.
Den nya tekniken gör det möjligt för de två läkemedlen – det ena för kemoterapi och det andra för en mindre invasiv fotodynamisk terapibehandling – att levereras direkt till cancercellerna. Fotodynamisk terapi använder en kemikalie som, när de utsätts för ljus, frigör reaktiva syrearter (ROS) som dödar cancerceller. Forskarnas tillvägagångssätt med dubbla läkemedel möjliggjorde användningen av en lägre dos av cancerläkemedlen än att använda ett enda läkemedel, leder till effektivt dödande av cancerceller med låg toxicitet.
"Genom att exakt konstruera dessa nanorör med fluorescerande färgämnen och cancerinriktade molekyler, forskare kan tydligt lokalisera tumörceller och spåra hur läkemedelsregimen fungerar, ", sa Lin. "Vi kan också spåra hur nanorör kommer in och levererar läkemedlen inuti cancercellen."
Teamet testade nanorören på lungcancerceller och fann att de levererade kemoterapiläkemedlet doxorubicin direkt in i de snabbt delande cancercellerna, vilket resulterar i mycket effektiv cancerdödning samtidigt som man använder mindre kemoterapiläkemedel.
"Detta är ett lovande tillvägagångssätt för precisionsinriktning med liten skada på friska omgivande celler, sa Lin.
Medan andra nanomaterial, som kolnanorör, har använts för att leverera och spåra cancerdödande läkemedel, forskare har funnit att de är giftiga för kroppen. Vidare, de var inte bra på att exakt känna igen molekyler.
"Genom att använda dessa peptoider, vi kunde utveckla mycket programmerbara nanorör och en biokompatibel leveransmekanism, " sa Chen. "Vi utnyttjade också den höga stabiliteten hos peptoid och dess välkontrollerade packning för att utveckla nanorör som är mycket stabila."
"På grund av deras unika struktur, dessa nanorör kan enkelt sättas ihop för användning i cancerterapi och stanna kvar i kroppen längre för behandling, sa Lin.
