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Luz-powered câncer nanomáquina células mata

Pesquisadores do Centro Máquina Nano na NanoSystems California Institute da UCLA desenvolveram um novo tipo de nanomáquina que pode capturar e armazenar drogas anticâncer dentro de minúsculos poros e liberá-los em células cancerosas em resposta à luz.

Conhecido como "nanoimpeller", o dispositivo é a primeira luz-powered nanomáquina que opera dentro de uma célula viva, um desenvolvimento que tem fortes implicações para o tratamento do câncer.

Pesquisadores da UCLA relatada a síntese e operação de nanopartículas contendo nanoimpellers que podem entregar drogas anticâncer 31 de março na edição online da revista Pequenas nanociência.

O estudo foi conduzido em conjunto por Jeffrey Zink, professor da UCLA de química e bioquímica, e Tamanoi Fuyu, professor da UCLA de microbiologia, imunologia e genética molecular e diretor do programa de transdução de sinal e terapêutica do Centro de Câncer Jonsson do UCLA abrangente. Tamanoi e Zink são dois dos co-diretores do Centro Máquina Nano para entrega alvejado e Demand Release On-no NanoSystems California Institute.

Sistemas nanomecânicos projetado para moléculas armadilha e liberação de poros em resposta a um estímulo tenham sido objecto de intensa investigação, em grande parte para as suas aplicações potenciais na entrega da droga precisa. Nanomateriais adequado para este tipo de operação deve consistir de ambos recipiente apropriado e um componente foto-ativada em movimento.

Para conseguir isso, os pesquisadores utilizaram nanopartículas de UCLA sílica mesoporosa e revestido o interior dos poros com azobenzeno, um composto químico que pode oscilar entre duas conformações diferentes sobre a exposição à luz. Operação do nanoimpeller foi demonstrada usando uma variedade de células cancerosas humanas, incluindo células de cólon e câncer de pâncreas. As nanopartículas foram dadas para as células cancerosas humanas in vitro e levado até no escuro. Quando a luz foi direcionada para as partículas, o mecanismo nanoimpeller entrou em vigor e liberou o conteúdo.

Os poros das partículas podem ser carregados com moléculas de carga, tais como corantes ou drogas anticâncer. Em resposta à exposição à luz, ocorre um movimento abanando, fazendo com que as moléculas de carga para escapar dos poros e atacar a célula. Confocal imagens microscópicas mostraram que a operação do rotor pode ser regulado precisamente pela intensidade da luz, o tempo de excitação eo comprimento de onda específico.

"Nós desenvolvemos um mecanismo que libera pequenas moléculas em ambientes aquosos e biológicas durante a exposição à luz," disse Zink. "As nanomáquinas estão posicionados em molecular de tamanho dos poros dentro de partículas esféricas e função em ambientes aquosos e biológicas."

"A realização aqui é ganhar o controle preciso da quantidade de drogas que são liberadas através do controle da exposição à luz," Tamanoi disse. "Liberação controlada para um local específico é a questão-chave. E o lançamento só é ativado por onde a luz está brilhando."

"Ficamos extremamente animado ao descobrir que as máquinas foram retomadas pela células cancerígenas e que responderam à luz. Observamos a morte da célula, como resultado de morte celular programada", Tamanoi e Zink disse.

Este sistema nanoimpeller pode abrir um novo caminho para a entrega da droga sob o controle externo em momentos específicos e locais para fototerapia. Controle remoto manipulação da máquina é conseguido através da variação a intensidade da luz e do tempo que as partículas são irradiadas com os comprimentos de onda específicos nos quais o impulsores azobenzeno absorver.

"Este sistema tem aplicações potenciais para a entrega da droga precisa e pode ser a próxima geração de plataforma inovadora para o tratamento de cânceres, como câncer de cólon e estômago", Zink e Tamanoi disse. "O fato de que se pode operar o mecanismo através do controle remoto significa que se pode administrar repetidas doses pequenas releases para obter maior controle do efeito da droga."

Tamanoi Zink e dizem que a pesquisa representa um passo muito interessante no desenvolvimento de nanomáquinas primeiro para terapia de câncer e que medidas adicionais são necessárias para demonstrar a inibição real de crescimento do tumor.

http://www.newsroom.ucla.edu/