Les chercheurs d'université de Washington développent la voie d'appliquer le traitement lumière lumière pour atteindre des tumeurs profondes

Long léger a été employé pour traiter le cancer. Mais phototherapy est seulement efficace où la lumière facilement peut atteindre, limitant son utilisation aux cancers de la peau et dans les endroits accessibles avec un endoscope, tel que le tractus gastro-intestinal.

Utilisant un modèle de souris de cancer, les chercheurs à l'École de Médecine d'université de Washington à St Louis ont trouvé un moyen de ne jamais s'appliquer le traitement lumière lumière aux tissus profonds avant accessible. Au lieu de briller une lumière extérieure, ils ont fourni la lumière directement aux cellules tumorales, avec une source photosensible des radicaux libres qui peuvent être activés par la lumière pour détruire le cancer. Et ils ont accompli ceci utilisant des matériaux déjà reconnus pour l'usage dans les malades du cancer.

L'étude apparaît 9 mars en nanotechnologie de nature de tourillon.

« Phototherapy fonctionne très bien et a peu d'effets secondaires, mais il ne peut pas être employé pour profondément encastré ou des tumeurs métastatiques, » a dit l'auteur Samuel supérieur Achilefu, PhD, professeur de la radiologie et de génie biomédical à l'université de Washington. « Généralement l'éclat d'une lumière sur les matériaux photosensibles produit des radicaux libres qui sont très toxiques et induisent la mort cellulaire. Mais la technique a seulement fonctionné bien quand la lumière et l'oxygène peuvent y arriver. Le besoin d'oxygène et la pénétration peu profonde de la lumière en tissu ont limité des avances dans cet endroit pendant des décennies. »

La source lumineuse les chercheurs armés se fonde sur un rayonnement Cerenkov appelé de phénomène, recensé pendant les années 1930 par Pavel Cerenkov, qui plus tard a gagné le prix Nobel dans la physique pour la découverte. Le rayonnement Cerenkov est responsable de la lueur bleue caractéristique des réacteurs nucléaires sous-marins. Il également est produit pendant les échographies de tomographie (PET) d'émission de positons que les médecins emploient pour diagnostiquer le cancer.

Achilefu et premier auteur Nalinikanth Kotagiri, DM, PhD, un chercheur post-doctoral, concentré sur une stratégie très utilisée FDG-PET appelé de représentation. Avec cette technique, les patients subissent une échographie d'ANIMAL FAMILIER après réception d'une dose intraveineuse du fluorodeoxyglucose appelé de molécules radioactives de sucre (FDG). Beaucoup de tumeurs reprennent le sucre pour supporter leur croissance rapide, et le fluor radioactif joint effectue ces tumeurs s'allumer sur une échographie d'ANIMAL FAMILIER, n'importe où elles sont dans le fuselage.

Les chercheurs ont présumé que le fluor radioactif également produirait assez de rayonnement Cerenkov pour activer un agent rendant photosensible s'il pourrait également être livré au même emplacement.

De cette façon, FDG a pu servir deux buts, continuant son rôle d'agent de représentation et ajoutant la fonction neuve de fournir la lumière pour phototherapy, selon Kotagiri.

« FDG est l'un des agents de représentation les plus très utilisés dans le monde, » Achilefu a dit. « Qui est la beauté de ce paradigme de demande de règlement. Il a employé dans les hôpitaux aujourd'hui pour trouver primaire et le cancer métastatique. Ainsi avec FDG en tant que notre source lumineuse, nous avons dû trouver un matériau qui devient toxique une fois exposé à la lumière qu'elle produit. »

Après avoir regardé un certain nombre d'options, les chercheurs se sont concentrés sur des nanoparticles faits en dioxyde de titane, minerai avec des applications larges en médicament et industrie incluant en implants, écran solaire, dentifrice et additifs alimentaires de hanche. Une fois exposé à la lumière, le dioxyde de titane produit des radicaux libres sans exiger l'oxygène pour la réaction. Pour voir s'ils pourraient augmenter le pouvoir des nanoparticles, les chercheurs ont également ajouté un titanocene appelé de médicament à la surface du nanomaterial.

« Titanocene a été reconnu pour l'usage d'investigation dans les gens, » Achilefu a dit. « Il a allé complètement aux tests cliniques de la phase 2 comme substance chimiothérapeutique. On l'a avéré sûr, mais cela n'a pas fonctionné cela bon avec un placebo. Toujours, on le connaît également pour agir l'un sur l'autre avec la lumière et l'interruption d'inférieur-intensité dans des radicaux libres. Nous avons décidé de voir si nous pourrions l'enseigner pour réaliser sa fonction différemment - pour agir en tant que médicament photothérapique au lieu d'un médicament chimiothérapeutique. »

Pour aider les nanoparticles pour autoguider dedans sur des tumeurs chez les souris, les chercheurs ont également enduit les particules d'une transferrine appelée de protéine qui grippe pour repasser dans le sang. Comme le sucre, beaucoup de tumeurs se fondent sur le fer pour se développer. Achilefu a précisé que cette protéine fer-grippante est simplement un exemple d'une voie de viser les matériaux photosensibles aux cellules cancéreuses.

Les chercheurs ont vérifié différentes formulations des nanoparticles et du médicament contre le cancer combinés avec la source lumineuse de FDG chez les souris avec les tumeurs de poumon et le fibrosarcome humains, une tumeur du tissu conjonctif. Comparant ces souris aux souris non traitées, elles ont vérifié les combinaisons suivantes : FDG plus seuls les nanoparticles qui recherche la tumeur (aucun médicament contre le cancer), FDG plus seul le médicament contre le cancer qui recherche la tumeur (aucun nanoparticles), et FDG plus les nanoparticles qui recherche la tumeur transportant le médicament contre le cancer.

Une fois injectés dans la circulation sanguine avec FDG, les nanoparticles qui recherche la tumeur qui ont transporté le médicament contre le cancer ont eu la plupart d'effet significatif. Pendant quinze jours après demande de règlement, les tumeurs chez les souris traitées étaient huit fois plus petites que ceux chez les souris non traitées.

Les souris qui ont reçu FDG plus seuls les nanoparticles qui recherche la tumeur ont survécu environ 30 jours de comparé à une moyenne de 15 jours pour les souris non traitées. Ils ont également trouvé la survie à peu près identique de 30 jours pour les souris qui ont reçu FDG plus juste le médicament contre le cancer qui recherche la tumeur - sans nanoparticles. La survie a grimpé jusqu'à 50 jours pour des souris recevant chacune des trois composantes : FDG plus les nanoparticles qui recherche la tumeur transportant le médicament contre le cancer.

« Exposé à la source lumineuse, seuls les nanoparticles de dioxyde de titane peuvent détruire le cancer, » Achilefu a dit. « Mais ajouter le médicament semble améliorer les résultats thérapeutiques. Les deux produisent ensemble différents genres de radicaux libres qui accablent des cellules tumorales. Notre formulation emploie également les doses du médicament qui sont beaucoup inférieures que serait administrée pour la chimiothérapie. »

Kotagiri a ajouté que les effets secondaires toxiques devraient être minimaux. Le matériau léger et photosensible sont visés à la tumeur, et le matériau n'est pas toxique à moins qu'activé par la source lumineuse, qui devrait se produire seulement au site tumoral.

Achilefu et Kotagiri planification un petit essai clinique dans les gens pour évaluer les composantes facilement disponibles de cette stratégie, commençant par FDG combiné avec le médicament contre le cancer d'investigation.

Source:

Washington University School of Medicine in St. Louis