(PhysOrg.com) -- Goud is niet alleen mooi in sieraden; het wordt al lang als medicijn gebruikt. De moderne geneeskunde is vooral gericht op nanoscopisch goud, die kan worden gebruikt als contrastmiddel en bij de behandeling van kanker. In het journaal Angewandte Chemie , Eugene R. Zubarev en zijn team aan de Rice University in Houston hebben nu een nieuw voorbehandelingsproces voor gouden nanostaafjes geïntroduceerd dat hun gebruik in medische toepassingen zou kunnen versnellen.

Hoe kunnen kleine goudstaafjes kanker helpen bestrijden? Kankercellen zijn gevoeliger voor temperatuur dan gezond weefsel, en dit feit kan worden benut door lokale verwarming van de aangetaste delen van het lichaam. Dit is waar de gouden nanostaafjes in het spel komen. Ze kunnen worden ingebracht in de kankercellen en de zieke gebieden die worden bestraald met nabij-infrarood licht (foto-geïnduceerde hyperthermie). De staafjes absorberen dit licht zeer sterk en zetten de lichtenergie om in warmte, die ze doorgeven aan hun omgeving.

Gouden nanostaafjes worden normaal gesproken geproduceerd in een geconcentreerde oplossing van cetyltrimethylammoniumbromide (CTAB) en zijn dus gecoat in een dubbele laag CTAB. De CTAB wordt alleen op het oppervlak afgezet, niet chemisch gebonden. In een waterige omgeving, de CTAB-moleculen lossen langzaam op. Dit is problematisch omdat CTAB zeer giftig is. Het simpelweg weglaten van de CTAB is geen oplossing, want zonder deze coating zouden de nanostaafjes aan elkaar klonteren. Om de staven zowel stabiel als biocompatibel te maken, er zijn verschillende min of meer complexe voorbehandelingsmethoden ontwikkeld. Echter, voor veel van deze processen het is niet bekend hoeveel van het giftige CTAB op de nanostaafjes achterblijft. Een ander probleem is dat de voorbehandeling de opname van de nanostaafjes in cellen kan verstoren, die het succes van fotothermische kankerbehandeling drastisch vermindert.

Zubarev en zijn medewerkers hebben nu een nieuwe strategie ontwikkeld die deze problemen oplost:ze hebben de CTAB vervangen door een variant die een zwavel-waterstofgroep bevat, afgekort als MTAB. Met verschillende analytische processen, de wetenschappers hebben kunnen bewijzen dat de CTAB op deze nanostaafjes volledig is vervangen door een MTAB-laag. De MTAB-moleculen binden zich chemisch aan gouden nanostaafjes via hun zwavelatomen. Ze binden zo stevig dat de laag zelfs in een waterige oplossing op zijn plaats blijft en de staven zelfs kunnen worden gevriesdroogd. Ze zijn onbeperkt houdbaar als bruin poeder en lossen binnen enkele seconden weer op in water.

Tests op celculturen tonen aan dat gouden nanostaafjes van MTAB niet giftig zijn, zelfs bij hogere concentraties. In aanvulling, ze worden in grote hoeveelheden opgenomen door tumorcellen. De wetenschappers schatten dat onder de omstandigheden van hun experiment, een enkele cel neemt meer dan twee miljoen nanostaafjes in beslag. Dit zou een effectieve fotothermische tumorbehandeling mogelijk maken.