Tre funktionella molekyler (nära-infraröd fluorescerande sond, tumörinriktad molekyl, och ett anticancerläkemedel) dekolleras framgångsrikt på ytan av en grafenmolekyl. Denna multifunktionella grafen möjliggör effektiv eliminering av cancerceller. För att bekämpa cancersjukdomar, detta "trippel" kemiskt modifierade nanomaterial kan rädda patienten.

Cancer är en ledande dödsorsak över hela världen. Under denna situation, en framgångsrik tumörselektiv läkemedelsinriktning och minimering av cancerläkemedlets toxicitet är brådskande.

Forskare från Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) och Centre national de la recherche scientifique (CNRS), och deras kollegor har utvecklat en typ av nanomedicin baserad på multifunktionell grafen som möjliggör riktad cancerbehandling på molekylär nivå.

Enkelmolekylärt arkgrafen är ett lovande kolnanomaterial för olika grundläggande och praktiska tillämpningar under det kommande decenniet på grund av dess utmärkta fysikalisk-kemiska egenskaper. Grafen har också varit känt för att ha en god biokompatibilitet och biologisk nedbrytbarhet, vilket leder till att forskare utforskar detta nanokol som transportbärare för läkemedel. Dock, det är inte lätt att modifiera många individuella funktionella molekyler på ett grafen nanoark samtidigt för biomedicinska tillämpningar.

Utvecklad av prof. Eijiro Miyako från JAIST (Nomi, Japan), Dr. Alberto Bianco från CNRS (Strasbourg, Frankrike), och deras internationella team, det multifunktionella grafenet som bärare för läkemedelstillförsel syntetiseras framgångsrikt med tre typer av molekyler:en nära-infraröd (NIR) fluorescerande sond (indocyaningrön; ICG); en tumörmålsökande molekyl (folsyra:FA); och ett läkemedel mot cancer (doxorubicin; Dox) genom en kovalent kemisk modifieringsteknik. ICG (den gröna delen i figuren) valdes som fluorofor för att följa upptaget och för att spåra materialet inuti cellerna. FA (blått) var kovalent bundet genom polyetylenglykol (rosa) kopplat till grafen, att specifikt rikta cancercellerna; och Dox (röd) användes som ett läkemedel mot cancer.

Efter att ha testat den terapeutiska potentialen för att eliminera cancerceller i en odlingsskål fann teamet att de unika egenskaperna hos detta multifunktionella grafenmaterial visade en förbättrad anticanceraktivitet med utmärkt cancerinriktningseffekt. Detta kan öppna dörrar för framtida biomedicinska tillämpningar av denna typ av material. Teamet planerar att fortsätta utforska multifunktionell grafen för cancerterapi med hjälp av murin djurmodell.