(PhysOrg.com) -- "Cornell Dots" - fel gloeiende nanodeeltjes - kunnen binnenkort worden gebruikt om kankercellen te verlichten om te helpen bij het diagnosticeren en behandelen van kanker. De Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) heeft de eerste klinische proef met de nieuwe technologie bij mensen goedgekeurd. Het is de eerste keer dat de FDA het gebruik van een anorganisch materiaal op dezelfde manier als een medicijn bij mensen heeft goedgekeurd.

"De FDA-goedkeuring drukt eindelijk een federaal goedkeuringsstempel op alle veronderstellingen waar we al jaren aan werken. Dit is echt, echt leuk, " zei Ulrich Wiesner, de Spencer T. Olin hoogleraar Materials Science and Engineering, die acht jaar onderzoek heeft gedaan naar de ontwikkeling van de nanodeeltjes.

"Kanker is een vreselijke ziekte, en mijn familie heeft er een lange geschiedenis van. L, dus, een bijzondere persoonlijke motivatie hebben om op dit gebied te werken."

De proef met vijf melanoompatiënten in het Memorial Sloan-Kettering Cancer Center (MSKCC) in New York City zal proberen te verifiëren dat de stippen, ook bekend als C-dots, veilig en effectief zijn bij mensen, en om gegevens te verstrekken om toekomstige toepassingen te begeleiden. "Dit is het eerste product in zijn soort. We willen er zeker van zijn dat het doet wat we ervan verwachten, " zei Michelle Bradbury, MD, radioloog bij MSKCC en assistent-professor radiologie aan het Weill Cornell Medical College.

C-dots zijn silicabolletjes met een diameter van minder dan 8 nanometer die verschillende kleurstofmoleculen omsluiten. De silica schaal, in wezen glas, is chemisch inert en klein genoeg om door het lichaam en in de urine te gaan. Voor klinische toepassingen, de stippen zijn bedekt met polyethyleenglycol, zodat het lichaam ze niet als vreemde stoffen zal herkennen.

Om de stippen aan tumorcellen te laten kleven, organische moleculen die binden aan tumoroppervlakken of zelfs specifieke locaties binnen tumoren kunnen aan de schaal worden bevestigd. Bij blootstelling aan nabij-infrarood licht, de stippen fluoresceren veel helderder dan niet-ingekapselde kleurstof om als baken te dienen om de doelcellen te identificeren. De technologie, zeggen de onderzoekers, kan de omvang van de bloedvaten van een tumor laten zien, celdood, behandelingsrespons en invasieve of gemetastaseerde verspreiding naar lymfeklieren en verre organen. De veiligheid en het vermogen om door de nieren uit het lichaam te worden verwijderd, is bevestigd door studies bij muizen bij MSKCC, gerapporteerd in het januari 2009 nummer van het tijdschrift Nano-letters (Vol. 9 nr. 1).

Voor de proeven bij mensen, de stippen zullen worden gelabeld met radioactief jodium, waardoor ze zichtbaar zijn in PET-scans om te laten zien hoeveel stippen door tumoren worden ingenomen en waar ze nog meer in het lichaam gaan en voor hoe lang.

"We verwachten dat het naar andere organen gaat, ' zei Bradbury. 'We krijgen cijfers, en uit die curve afleiden hoeveel dosis elk orgaan krijgt. En we moeten uitzoeken hoe snel het erdoorheen gaat. Worden ze in hetzelfde tempo uit de nieren verwijderd als bij muizen?"

Een van de vele voordelen van C-dots, Bradbury merkte op, is dat ze lang genoeg in het lichaam blijven om de operatie te voltooien. "Chirurgen houden van optische, "zei ze. "Ze hebben de radioactiviteit niet nodig, maar [onze studie] bevestigt wat het optische signaal is. Als je dat leert, uiteindelijk heb je de radioactiviteit niet meer nodig."

Anderzijds, voegde ze eraan toe, de stippen kunnen ook dienen als drager om radioactiviteit of medicijnen aan tumoren af ​​te geven. "Dit is de eerste stap om een ​​proces op gang te brengen waarvan we denken dat het meerdere dingen zal doen met één platform, " ze zei.

Cornell dots van de eerste generatie werden in 2005 ontwikkeld door Hooisweng Ow, toen een afgestudeerde student die bij Wiesner werkte. Wiesner, Ow en Kenneth Wang '77 hebben samen het bedrijf Hybrid Silica Technologies opgericht om de uitvinding te commercialiseren. De punten, Wiesner zei, hebben ook mogelijke toepassingen in displays, optische gegevensverwerking, sensoren en microarrays zoals DNA-chips.