I ricercatori dell'università di Washington sviluppano il modo applicare alla la terapia basata a luminosa per raggiungere i tumori profondi

Lungo leggero è stato usato per trattare il cancro. Ma phototherapy è soltanto efficace dove l'indicatore luminoso può raggiungere facilmente, limitando il suo uso ai cancri dell'interfaccia e nelle aree accessibili con un endoscopio, quale il tratto gastrointestinale.

Facendo uso di un modello del mouse di cancro, i ricercatori alla scuola di medicina dell'università di Washington a St. Louis hanno inventato un modo applicare alla la terapia basata a luminosa ai tessuti profondi mai prima accessibili. Invece di splendere un indicatore luminoso esterno, hanno consegnato l'indicatore luminoso direttamente alle celle del tumore, con una sorgente fotosensibile dei radicali liberi che possono essere attivati dall'indicatore luminoso per distruggere il cancro. Ed hanno compiuto questo facendo uso dei materiali già approvati per uso in malati di cancro.

Lo studio compare 9 marzo in nanotecnologia della natura del giornale.

“Phototherapy funziona molto bene ed ha pochi effetti secondari, ma non può essere usato per profondamente incassato o tumori metastatici,„ ha detto l'autore Samuel senior Achilefu, il PhD, professore della radiologia e di assistenza tecnica biomedica all'università di Washington. “Generalmente fare luce sui materiali fotosensibili genera i radicali liberi che sono molto tossici ed inducono la morte delle cellule. Ma la tecnica ha funzionato soltanto bene quando l'indicatore luminoso e l'ossigeno possono arrivare. L'esigenza di ossigeno e l'infiltrazione bassa di indicatore luminoso in tessuto hanno limitato gli avanzamenti in questa area per le decadi.„

La sorgente luminosa i ricercatori sfruttati conta su un fenomeno chiamato radiazione Cerenkov, identificata negli anni 30 da Pavel Cerenkov, che più successivamente ha estratto il premio Nobel nella fisica per la scoperta. La radiazione Cerenkov è responsabile dell'incandescenza blu caratteristica dei reattori nucleari subacquei. Egualmente è prodotta durante le scansioni (PET) di tomografia a emissione di positroni che medici usano per diagnosticare il cancro.

Achilefu e primo autore Nalinikanth Kotagiri, MD, PhD, un ricercatore postdottorale, messo a fuoco su una strategia ampiamente usata della rappresentazione hanno chiamato FDG-PET. Con questa tecnica, i pazienti subiscono una scansione dell'ANIMALE DOMESTICO dopo la ricezione della dose endovenosa delle molecole radioattive dello zucchero chiamate fluorodeoxyglucose (FDG). Molti tumori prendono lo zucchero per sostenere la loro crescita rapida ed il fluoro radioattivo fissato fa quei tumori illuminarsi su una scansione dell'ANIMALE DOMESTICO, dovunque siano nell'organismo.

I ricercatori hanno supposto che il fluoro radioattivo egualmente producesse abbastanza radiazione Cerenkov per attivare un agente fotosintetizzante se potesse anche essere consegnato alla stessa posizione.

In questo modo, FDG ha potuto servire due scopi, continuanti il suo ruolo da agente della rappresentazione ed aggiungenti il nuovo processo di fornitura dell'indicatore luminoso per phototherapy, secondo Kotagiri.

“FDG è uno degli agenti della rappresentazione più ampiamente usati nel mondo,„ Achilefu ha detto. “Che è la bellezza di questo paradigma del trattamento. Ha utilizzato oggi in ospedali per trovare il cancro primario e metastatico. Così con FDG come nostra sorgente luminosa, abbiamo dovuto trovare un materiale che diventa tossico una volta esposto all'indicatore luminoso che produce.„

Dopo l'esame delle una serie di opzioni, i ricercatori hanno messo a fuoco sulle nanoparticelle fatte di biossido di titanio, di un minerale con le ampie applicazioni nella medicina e dell'industria che include in innesti del cinorrodo, protezione solare, dentifricio in pasta ed additivi alimentari. Una volta esposto ad indicatore luminoso, il biossido di titanio produce i radicali liberi senza richiedere l'ossigeno per la reazione. Per vedere se potessero aumentare la potenza delle nanoparticelle, i ricercatori egualmente hanno aggiunto una droga chiamata titanocene alla superficie del nanomaterial.

“Titanocene è stato approvato per uso d'investigazione nella gente,„ Achilefu ha detto. “Ha fatto tutta la strada ai test clinici di fase 2 come agente della chemioterapia. È risultato sicuro, ma non ha funzionato quello rispetto bene ad un placebo. Eppure, egualmente è conosciuto per interagire con l'indicatore luminoso e la rottura dell'basso intensità nei radicali liberi. Abbiamo deciso di vedere se potessimo insegnargli per fare diversamente il suo processo - fungere da droga fototerapeutica invece di una droga chemioterapeutica.„

Per aiutare le nanoparticelle per puntare i tumori in mouse, i ricercatori egualmente hanno ricoperto le particelle di proteina chiamata transferrina che lega per rivestire di ferro nel sangue. Come lo zucchero, molti tumori contano su ferro per svilupparsi. Achilefu ha precisato che questa proteina dell'ferro-associazione è semplicemente un esempio di un modo mirare ai materiali fotosensibili alle cellule tumorali.

I ricercatori hanno verificato le formulazioni differenti delle nanoparticelle e della droga di cancro combinate con la sorgente luminosa di FDG in mouse con i tumori umani del polmone e il fibrosarcoma, un tumore del tessuto connettivo. Paragonando questi mouse ai mouse non trattati, hanno verificato le seguenti combinazioni: FDG più le nanoparticelle alla ricerca di tumore da solo (nessuna droga di cancro), FDG più la droga di cancro alla ricerca di tumore da solo (nessun nanoparticelle) e FDG più le nanoparticelle alla ricerca di tumore che portano la droga di cancro.

Una volta iniettate nella circolazione sanguigna con FDG, le nanoparticelle alla ricerca di tumore che hanno portato la droga di cancro hanno avute l'effetto più significativo. I quindici giorni dopo il trattamento, i tumori in mouse trattati erano otto volte più piccoli di quelli in mouse non trattati.

I mouse che hanno ricevuto FDG più le nanoparticelle alla ricerca di tumore da solo superstiti ai circa 30 giorni hanno confrontato ad una media dei 15 giorni per i mouse non trattati. Egualmente hanno trovato una sopravvivenza circa lo stesso dei 30 giorni per i mouse che hanno ricevuto FDG più appena il cancro alla ricerca di tumore droga senza le nanoparticelle. La sopravvivenza è aumentato ai 50 giorni per i mouse che ricevono tutte e tre le componenti: FDG più le nanoparticelle alla ricerca di tumore che portano la droga di cancro.

“Esposto alla sorgente luminosa, le nanoparticelle del biossido di titanio da solo possono uccidere il cancro,„ Achilefu ha detto. “Ma aggiungere la droga sembra migliorare il risultato terapeutico. I due producono insieme i generi differenti di radicali liberi che sopraffanno le celle del tumore. La nostra formulazione egualmente usa le dosi della droga che sono molto più basse di sarebbe amministrata per la chemioterapia.„

Kotagiri ha aggiunto che gli effetti secondari tossici dovrebbero essere minimi. Sia il materiale leggero che fotosensibile è mirato a al tumore ed il materiale non è tossico a meno che attivato dalla sorgente luminosa, che dovrebbe accadere soltanto al sito del tumore.

Achilefu e Kotagiri pianificazione un test clinico piccolo nella gente per valutare le componenti disponibili facilmente di questa strategia, a cominciare da FDG combinato con la droga di cancro d'investigazione.

Source:

Washington University School of Medicine in St. Louis