Onderzoekers van Case Western Reserve University hebben een bommetje ontwikkeld dat een oerknal belooft voor kankerpatiënten.

Voorlopige tests tonen aan dat een middel tegen kanker dat losjes aan gouden nanodeeltjes is gehecht, zich binnen enkele minuten na injectie diep in tumoren begint op te hopen en binnen twee uur kan worden geactiveerd voor een effectieve behandeling. Hetzelfde medicijn dat alleen wordt geïnjecteerd, heeft twee dagen nodig om de tumor vanaf het oppervlak te verzamelen en aan te vallen - een veel minder effectieve route.

Het werk, getiteld "Diepe penetratie van een PDT-medicijn in tumoren door niet-covalente geneesmiddel-gouden nanodeeltjesconjugaten, " wordt vandaag gepubliceerd in de online editie van de Tijdschrift van de American Chemical Society .

Door antikankermedicijnen rechtstreeks in tumoren te sturen, kunnen patiënten lagere doses van de giftige chemicaliën krijgen, daardoor wordt gezond weefsel gespaard van schade en andere ernstige bijwerkingen die worden ondervonden bij traditionele chemotherapie.

"We hopen de dosering met minstens een factor 10 te verlagen, " zei Clemens Burda, een professor in de chemie bij Case Western Reserve en de senior auteur van het artikel.

De sleutel tot succes? De wetenschappers bonden een medicijn tegen kanker aan gouden raketten met behulp van een zwakke chemische interactie die een niet-covalente binding wordt genoemd. Bij molecuulconstructie, een covalente binding is een zwaar touw vastgebonden en geknoopt; een niet-covalente band is een schoenveter vastgebonden in een boog.

"Heel vaak, toevoegingen aan chemische systemen veranderen eigenschappen van de componenten van het systeem, " zei Burda. Pogingen van zijn en andere onderzoeksgroepen om covalente bindingen te gebruiken voor medicijnafgifte hebben geleid tot dergelijke complicaties en minder dan gehoopte resultaten.

De onderzoekers, die uit verschillende disciplines komen, ontdekte dat door een niet-covalente binding te gebruiken om het medicijn aan gecoat goud te hechten, ze elimineerden interferentie tussen de gewenste eigenschappen van elk onderdeel.

Burda's groep probeerde het proces te vereenvoudigen door materialen te gebruiken met bekende eigenschappen.

Gouden nanodeeltjes hebben een groot oppervlak waardoor er veel in een kleine ruimte kan worden verpakt. Het element is inert in het lichaam en heeft een diameter van minder dan 5 nanometer, of minder dan 1/10, 000 de breedte van een mensenhaar, de deeltjes stromen snel uit de bloedstroom en over kankercelmembranen om zich op te hopen in tumoren.

Een laag polyethyleenglycol sluit stevig aan op het goud en biedt laadruimte om andere materialen te bevestigen.

Het gecoate goud biedt een omgeving om de activering van het fotodynamische therapiegeneesmiddel siliciumftalocyanine fysiek te voorkomen, voorkomen van onbedoelde toxische blootstelling aan gezonde weefsels.

Het losjes vastgehouden medicijn komt vrij uit het nanodeeltje door de aantrekkingskracht van het medicijn op het lipidemembraan van kankercellen. Laserlicht schakelt het vrijgekomen siliciumftalocyanine in, die kankercellen afbreekt en doodt, het verkleinen van de tumor.

Na het toedienen van het medicijn, de nanodeeltjes passeren de nieren en zuiveren het lichaam binnen een week.