Jedinečně tvarované magnetické nanočástice nabízejí průlom v terapii rakoviny

Nové magnetické nanočástice ve tvaru krychle sendviče mezi dvěma pyramidami představují průlom pro léčbu nádorů vaječníků a možná i jiných typů rakoviny, podle vědců z Oregonské státní univerzity, kteří je vyvinuli.

Vědci tvrdí, že studie podtrhuje význam tvaru v designu magnetických nanočástic a že zjištění potenciálně revolucionizují léčbu, která využívá teplo k poškození nebo zabíjení rakovinných buněk.

Nanočástice vyrobené z oxidu železa a dopované kobaltem vykazují výjimečnou účinnost zahřívání, když jsou vystaveny střídavému magnetickému poli. Doping označuje přidání něčeho jako prostředku přizpůsobení charakteristik.

Když se částice po intravenózní injekci hromadí v rakovinné tkáni, jsou schopny rychle zvýšit teploty, které oslabují nebo ničí rakovinné buňky.

Studie myši modelu, publikovaná v pokročilých funkčních materiálech, je součástí probíhajícího výzkumu nanomedicíny vědců na OSU College of Pharmacy.

Nanočástice jsou kousky hmoty tak nepatrné jako jedna milionta metru, která má speciální vlastnosti kvůli jejich malé velikosti a vysokému poměru povrchové plochy k objemu.

Vědci říkají, že magnetické nanočástice prokázaly protirakovinný potenciál, ale v současné době lze magnetickou hypertermii obvykle použít pouze pro pacienty, jejichž nádory jsou dostupné hypodermickou jehly – to znamená, že pokud mohou být částice vstřikovány přímo do rakoviny.

U aktuálně dostupných magnetických nanočástic lze požadované terapeutické teploty – nad 44 stupňů Celsia – dosáhnout pouze přímou injekcí. A tyto nanočástice mají pouze mírnou účinnost vytápění, což znamená, že v nádoru potřebujete vysokou koncentraci – vyšší než systémové podávání může obvykle dosáhnout – k vytvoření dostatečného tepla. “

Oleh Taratula, profesor farmaceutických věd, Oregonská státní univerzita

Taratula a spolupracovníci na Oregon State, Oregon Health & Science University a Indian Institute of Technology Mandi používali novou metodu tepelného rozkladu-dvoustupňový proces, který nazývají osivo a růst-k výrobě nanočástic oxidu železa v kubickém bipyramidové formě. Jejich článek je první zprávou o tomto typu nanočástice s tímto specifickým tvarem.

„Tyto nanočástice vykazují pozoruhodnou schopnost rychle se zahřívat a zvyšovat teploty o 3,73 ° C za sekundu pod střídavým magnetickým polem,“ řekl Prem Singh, postdoktorandský výzkumný pracovník ve vysoké škole lékárny. „To je dvojnásobek vytápěcího výkonu našich dříve publikovaných nanočástic oxidu železa kobaltu.“

To znamená, že pacient s rakovinou vaječníků by mohl získat intravenózní injekci a nechat její nádor přestat růst po jedné 30minutové neinvazivní relaci magnetického pole. Krátké léčebné relace zvyšují pohodlí a dodržování předpisů pacienta, poznamenávají vědci.

Peptid zaměřený na rakovinu pomáhá nanočásticím akumulovat v nádoru a protože účinnost zahřívání částic je tak silná, je možné dosáhnout nezbytné koncentrace nanočástic bez vysoké dávky, omezit toxicitu a vedlejší účinky.

„Toto je poprvé, co bylo prokázáno, že systémově injikované nanočástice teče nádory nad 50 ° C, což významně překonává terapeutický práh 44 ° C pro účinnou léčbu při klinicky relevantní dávce,“ řekla Olena Taratula, docentka farmaceutických věd na OSU. „Nyní existuje velký potenciál pro rozšíření aplikace magnetické hypertermie na řadu těžko přístupných nádorů, což činí léčbu všestrannější a široce používanou.“

Karthickraja Duraisamy, Constanze Raitmayr, Shitaljit Sharma, Tetiana Korzun, Abraham Moses, Vladislav Grigoriev, Ananiya DeMessie, Youngrong Park, Yoon Tae Goo, Babak Mamnoon a Ana Paula Mesquita Souza také přispívá ke studiu.

Tento výzkum podporoval Národní rakovinový institut Národních institutů zdraví a Eunice Kennedy Shriver National Institute of Health and Human Development.