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Préparer le terrain vers la radiothérapie neuve de cancer utilisant des rayons X et des nanoparticles

Un gadolinium appelé d'élément livré dans des cellules cancéreuses relâche des électrons de tueur une fois heurté par les rayons X particulièrement ajustés. L'approche, publiée dans les états scientifiques de tourillon, a pu préparer le terrain vers une radiothérapie neuve de cancer.

« Notre méthode ouvrent la possibilité d'amplifier sélecteur l'effet de la radiothérapie de rayon X au site tumoral, » dit Kotaro Matsumoto de l'institut universitaire de Kyoto pour les sciences de Cellule-Matériau Integrated (iCeMS), qui ont développé la technique avec Fuyuhiko Tamanoi et collègues au Japon, au Vietnam, et aux Etats-Unis. « Ceci résout un des problèmes majeurs des radiothérapies actuelles, où seulement un peu de rayons X atteignent réellement la tumeur. »

Les radiothérapies conventionnelles utilisent les rayons X polychromatiques, se composant des niveaux énergétiques variés, avec les rayons X à énergie réduite ne pas pénétrer la surface du fuselage. Les rayons X monochromatiques, d'autre part, ont le même niveau énergétique avec précision ajusté. S'ils pourraient être visés électron-relâchant les éléments chimiques à l'intérieur des tumeurs, ils pourraient être dommageables.

Pour réaliser ceci, les chercheurs utilisés particulièrement ont conçu les nanoparticles de silice qui ont été chargés avec du gadolinium d'élément chimique. Les cellules cancéreuses dans une culture de la tumeur 3D ont effectivement absorbé les particules après un jour d'incubation. Les particules ont particulièrement plac juste les noyaux de cellule tumorale extérieurs, où leurs machines plus critiques sont trouvées.

À l'installation du synchrotron SPring-8 dans Harima, le Japon, les chercheurs a orienté les rayons X monochromatiques des échantillons de tumeur contenant les nanoparticles gadolinium-chargés.

Les rayons X ont ajusté à un niveau énergétique de 50,25 volts de kiloelectron (kev) qui ont visé les échantillons pendant 60 mn complet ont détruit les cellules cancéreuses pendant deux jours suivant l'irradiation.

L'ajustement des rayons X à un niveau énergétique juste en dessous de 50.25keV n'a pas eu le même effet. Les chercheurs expliquent que les rayons X sont particulièrement ajustés de sorte que leur énergie puisse être absorbée par le gadolinium. Quand ils la heurtent, le gadolinium décharge les électrons à énergie réduite dans la cellule cancéreuse, endommageant ses éléments indispensables, y compris l'ADN, et les détruisant.

Les rayons X n'ont exercé aucun effet sur les cellules qui n'ont pas contenu les nanoparticles gadolinium-chargés.

Notre étude explique qu'un type neuf de radiothérapie pour le cancer peut être développé. Nous pouvons nous attendre à la radiothérapie avec l'efficacité accrue et moins d'effets secondaires. »

Fuyuhiko Tamanoi, université de Kyoto

Source:
Journal reference:

Matsumoto, K. et al. (2019) Destruction of tumor mass by gadolinium-loaded nanoparticles irradiated with monochromatic X-rays: Implications for the Auger therapy. Scientific Reports. doi.org/10.1038/s41598-019-49978-1.