(Phys.org) -- Nanothermische therapie - het gebruik van nanodeeltjes om een ​​tumor dood te koken - is een van de vele veelbelovende toepassingen van nanotechnologie om zowel de effectiviteit van kankertherapie te verbeteren als de bijwerkingen ervan te verminderen. Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers van het Texas Center for Cancer Nanomedicine heeft aangetoond dat leverkankercellen gerichte gouden nanodeeltjes zullen opnemen, radiogolven absorberen, en warmte genereren die de cellen beschadigt. In aanvulling, de onderzoekers hebben ontdekt hoe ze de thermische toxiciteit van deze nanodeeltjes kunnen verhogen.

Dit onderzoek werd geleid door Steven A. Curley, van het MD Anderson Cancer Center van de Universiteit van Texas, en Lon Wilson, van de Rijstuniversiteit. De onderzoekers publiceerden hun resultaten in het tijdschrift nanogeneeskunde .

Biocompatibele gouden nanodeeltjes zijn ideale voertuigen voor het leveren van warmte aan tumoren omdat ze niet-toxisch zijn, stal, en kan worden gecoat met een verscheidenheid aan moleculen om ze op tumoren te richten. In tegenstelling tot conventionele middelen tegen kanker, gouden nanodeeltjes zijn onschadelijk tenzij eerst geactiveerd door een energiebron, zoals een nabij-infrarood licht geleverd door een laser. In feite, laser-geactiveerde gouden nanodeeltjes worden getest in klinische proeven bij mensen voor de behandeling van hoofd-halskanker. Radio golven, echter, hebben een potentieel voordeel ten opzichte van laserenergie omdat radiogolven geen interactie hebben met biologische weefsels en dus dieper in het lichaam kunnen doordringen dan laserlicht.

Een van de belangrijkste obstakels voor het gebruik van radiofrequentie-geactiveerde gouden nanodeeltjes om kanker te behandelen, is hun neiging om samen te klonteren, waardoor hun vermogen om energie te absorberen en om te zetten in warmte vermindert. In de huidige studie, de onderzoekers van Texas wilden een nauwkeurig begrip ontwikkelen van waarom klonteren optreedt en de middelen ontwikkelen om te voorkomen dat het gebeurt. Hun experimenten toonden aan dat de lage pH in endosomen - de kleine blaasjes die op antilichamen gerichte nanodeeltjes in cellen brengen - de primaire oorzaak van aggregatie is.

In een poging om de zure pH in endosomen te neutraliseren, de onderzoekers behandelden de cellen met een van de twee verschillende geneesmiddelen - concanamycine A, een antibioticum dat niet is ontworpen voor gebruik bij mensen, en chloroquine, een goedgekeurd antimalariamiddel – waarvan bekend is dat het endosoomverzuring voorkomt. Toen de behandelde cellen werden blootgesteld aan op antilichamen gerichte gouden nanodeeltjes en vervolgens radiofrequentie-activering, door warmte veroorzaakte celdood nam aanzienlijk toe in vergelijking met cellen die niet waren voorbehandeld met de zuurblokkers, door de eiwitcoating op het gouden nanodeeltjesoppervlak te behouden. Op basis van deze resultaten, de onderzoekers ontwikkelen nu antilichaamgerichte nanodeeltjes met coatings die aggregatie in de zure omgeving van het endosoom zullen voorkomen.

Dit werk, die gedetailleerd wordt beschreven in een document met de titel, "Stabiliteit van met antilichamen geconjugeerde gouden nanodeeltjes in de endo-lysosomale nano-omgeving:implicaties voor niet-invasieve op radiofrequentie gebaseerde kankertherapie, " werd gedeeltelijk ondersteund door het NCI's Physical Sciences-Oncology Center-programma, een alomvattend initiatief dat is ontworpen om de toepassing van nanotechnologie op de preventie te versnellen, diagnose, en behandeling van kanker. Een samenvatting van dit artikel is beschikbaar op de website van het tijdschrift.