Os pesquisadores da universidade de Washington desenvolvem a maneira de aplicar a terapia luz-baseada para alcançar tumores profundos

Longo claro foi usado para tratar o cancro. Mas phototherapy é somente eficaz onde a luz facilmente pode alcançar, limitando seu uso aos cancros da pele e nas áreas acessíveis com um endoscópio, tal como o aparelho gastrointestinal.

Usando um modelo do rato do cancro, os pesquisadores na Faculdade de Medicina da universidade de Washington em St Louis planejaram uma maneira de aplicar nunca antes a terapia luz-baseada aos tecidos profundos acessíveis. Em vez de brilhar uma luz exterior, entregaram a luz directamente às pilhas do tumor, junto com uma fonte fotossensível de radicais livres que podem ser activados pela luz para destruir o cancro. E realizaram este que usa os materiais já aprovados para o uso nas pacientes que sofre de cancro.

O estudo aparece o 9 de março na nanotecnologia da natureza do jornal.

“Phototherapy trabalha muito bem e tem poucos efeitos secundários, mas não pode ser usado para encaixado profundamente ou tumores metastáticos,” disse autor Samuel superior Achilefu, PhD, professor da radiologia e da engenharia biomedicável na universidade de Washington. “Geralmente, brilhar uma luz em materiais fotossensíveis gera os radicais livres que são muito tóxicos e induzem a morte celular. Mas a técnica trabalhou somente bem quando a luz e o oxigênio podem obter lá. A necessidade para o oxigênio e a penetração rasa da luz no tecido limitaram avanços nesta área por décadas.”

A fonte luminosa os pesquisadores aproveitados confia em um fenômeno chamado radiação de Cerenkov, identificada nos anos 30 por Pavel Cerenkov, que ganhou mais tarde o prémio nobel na física para a descoberta. A radiação de Cerenkov é responsável para o fulgor azul característico de reactores nucleares subaquáticos. É produzida igualmente durante as varreduras do tomografia de emissão (PET) de positrão que os doutores se usam para diagnosticar o cancro.

Achilefu e primeiro autor Nalinikanth Kotagiri, DM, PhD, um pesquisador pos-doctoral, centrado sobre uma estratégia amplamente utilizada da imagem lactente chamaram FDG-PET. Com esta técnica, os pacientes submetem-se a uma varredura do ANIMAL DE ESTIMAÇÃO após ter recebido uma dose intravenosa das moléculas radiolabeled do açúcar chamadas o fluorodeoxyglucose (FDG). Muitos tumores pegam o açúcar para apoiar seu crescimento rápido, e o flúor radioactivo anexado faz aqueles tumores iluminar-se acima em uma varredura do ANIMAL DE ESTIMAÇÃO, não importa onde estão no corpo.

Os pesquisadores supor que o flúor radioactivo igualmente produziria bastante radiação de Cerenkov para activar um agente photosensitizing se poderia igualmente ser entregado ao mesmo lugar.

Desta maneira, FDG podia servir duas finalidades, continuando seu papel como um agente da imagem lactente e adicionando o trabalho novo de fornecer a luz para phototherapy, de acordo com Kotagiri.

“FDG é um dos agentes os mais amplamente utilizados da imagem lactente no mundo,” Achilefu disse. “Que é a beleza deste paradigma do tratamento. Tem-se usado nos hospitais hoje para encontrar o cancro preliminar e metastático. Assim com o FDG como nossa fonte luminosa, nós necessários para encontrar um material que se torne tóxico quando expor à luz a produzimos.”

Após ter olhado um número de opções, os pesquisadores centrados sobre os nanoparticles feitos do dióxido titanium, um mineral com aplicações largas na medicina e a indústria que inclui em aditivos ancas dos implantes, da protecção solar, do dentífrico e de alimento. Quando expor à luz, o dióxido titanium produz radicais livres sem exigir o oxigênio para a reacção. Para ver se poderiam aumentar a potência dos nanoparticles, os investigador igualmente adicionaram uma droga chamada titanocene à superfície do nanomaterial.

“Titanocene foi aprovado para o uso de investigação nos povos,” Achilefu disse. “Foi toda a maneira aos ensaios clínicos da fase 2 como um agente da quimioterapia. Encontrou-se para ser seguro, mas não trabalhou aquele comparado bem com um placebo. Ainda, igualmente sabe-se para interagir com a luz e a ruptura da baixo-intensidade em radicais livres. Nós decidimos ver se nós poderíamos o ensinar para fazer diferentemente seu trabalho - para actuar como uma droga fototerapêutica em vez de uma droga quimioterapêutica.”

Para ajudar os nanoparticles a dirigir dentro em tumores nos ratos, os pesquisadores igualmente revestiram as partículas com uma proteína chamada o transferrin que liga para passar no sangue. Como o açúcar, muitos tumores confiam no ferro para crescer. Achilefu indicou que esta proteína ferro-obrigatória é simplesmente um exemplo de uma maneira de visar os materiais fotossensíveis às células cancerosas.

Os pesquisadores testaram formulações diferentes dos nanoparticles e da droga de cancro combinados com a fonte luminosa de FDG nos ratos com os tumores humanos do pulmão e o fibrosarcoma, um tumor do tecido conjuntivo. Comparando estes ratos com os ratos não tratados, testaram as seguintes combinações: FDG mais nanoparticles tumor-procurando apenas (nenhuma droga de cancro), FDG mais a droga de cancro tumor-procurando apenas (nenhuns nanoparticles), e FDG mais os nanoparticles tumor-procurando que levam a droga de cancro.

Quando injetados na circulação sanguínea com FDG, os nanoparticles tumor-procurando que levaram a droga de cancro tiveram o efeito o mais significativo. Quinze dias após o tratamento, os tumores em ratos tratados eram oito vezes menores do que aqueles em ratos não tratados.

Os ratos que receberam FDG mais os nanoparticles tumor-procurando apenas sobrevividos aproximadamente 30 dias compararam a uma média de 15 dias para ratos não tratados. Igualmente encontraram uma sobrevivência mais ou menos idêntica de 30 dias para os ratos que receberam FDG mais apenas a droga de cancro tumor-procurando - sem os nanoparticles. A sobrevivência aumentou a 50 dias para os ratos que recebem todos os três componentes: FDG mais os nanoparticles tumor-procurando que levam a droga de cancro.

“Expor à fonte luminosa, os nanoparticles do dióxido titanium apenas podem matar o cancro,” Achilefu disse. “Mas adicionar a droga parece aumentar o resultado terapêutico. Os dois produzem junto tipos diferentes dos radicais livres que oprimem pilhas do tumor. Nossa formulação igualmente usa as doses da droga que são muito mais baixas do que seria administrada para a quimioterapia.”

Kotagiri adicionou que os efeitos secundários tóxicos devem ser mínimos. O material claro e fotossensível é visado ao tumor, e o material não é tóxico a menos que ativado pela fonte luminosa, que deve ocorrer somente no local do tumor.

Achilefu e Kotagiri estão planeando um ensaio clínico pequeno nos povos avaliar prontamente - os componentes disponíveis desta estratégia, começando com o FDG combinado com a droga de cancro de investigação.

Source:

Washington University School of Medicine in St. Louis