Een nieuwe studie heeft aangetoond dat het toevoegen van boornitride-nanobuisjes aan het oppervlak van kankercellen de effectiviteit van Irreversible Electroporation kan verdubbelen. een minimaal invasieve behandeling voor weke delen tumoren in de lever, long, prostaat, hoofd en nek, nier en alvleesklier. Hoewel dit onderzoek nog in de kinderschoenen staat, het zou op een dag kunnen leiden tot betere therapieën voor kanker.

De studie werd uitgevoerd door onderzoekers in Italië van het Institute of Life Sciences, Scuola Superiore Sant'Anna in Pisa met BNNT's geleverd door onderzoekers van NASA's Langley Research Center, de Thomas Jefferson National Accelerator Facility van het Department of Energy en het National Institute of Aerospace.

Irreversibele elektroporatie is een nieuwe therapie voor moeilijk te behandelen kankers in zachte weefsels. Het wordt aangeboden in veel kankerbehandelingscentra in de Verenigde Staten, en wordt onderzocht op effectiviteit op een breed scala aan specifieke kankers. Onderzoekers van het Institute of Life Sciences begonnen te experimenteren met BNNT's om te zien of de nanobuisjes de behandeling effectiever konden maken.

"Onomkeerbare elektroporatie is een manier om gaten in de wand van een tumorcel te maken, " zei Michael W. Smith, hoofdwetenschapper bij BNNT, LLC en voorheen een stafwetenschapper bij NASA's Langley Research Center.

Smith legde uit dat wanneer een gat van de juiste grootte in de wand van een cel wordt gemaakt, de cel reageert op een voorspelbare manier. Hoewel het exacte mechanisme niet is vastgesteld, onderzoekers vermoeden dat zo'n gat celzelfmoord zou kunnen veroorzaken. "De cel zal letterlijk gaan, Oh, er is iets vreselijk mis, en doodt zichzelf. Dat heet apoptose, " hij voegde toe.

Smith las over de proeven van de Italiaanse onderzoeker met BNNT's in een tijdschrift, en hij bood de onderzoekers een staal aan van de zeer hoogwaardige Jefferson Lab/NASA Langley/NIA BNNT's. Deze BNNT's zijn sterk kristallijn en hebben een kleine diameter. structureel, ze bevatten ook weinig muren met minimale gebreken, en zijn erg lang en zeer flexibel.

De Italiaanse onderzoekers schorsten de BNNT's eerst in glycol-chitosan, een soort bio-zeepoplossing, en bestraalde de buizen met geluidsgolven om ze in kleinere stukjes te hakken. De oplossing, met variërende hoeveelheden BNNT's, werd vervolgens gedumpt op clusters van menselijke epitheliale carcinoomcellen (ook bekend als HeLa-cellen) in het laboratorium om te zien of de BNNT's alleen de cellen zouden doden. De onderzoekers bepaalden de hoeveelheid BNNT's die gedurende 24 uur ongeveer 25 procent van de kankercellen doodden.

De onderzoekers stelden de HeLa-cellen vervolgens bloot aan die hoeveelheid BNNT's in oplossing en zapten de cellen met 160 volt elektriciteit, wat de door de leverancier van het elektroporatie-apparaat voorgestelde spanning was en overeenkomt met een elektrisch veld van 800 volt per centimeter. De onderzoekers behandelden ook niet-blootgestelde kankercellen met hetzelfde voltage.

Ze ontdekten dat de Irreversible Electroporation-behandelingsmethode twee keer zoveel kankercellen doodde met BNNT's (88 procent) op het celoppervlak dan zonder (40 procent).

"Ze konden krijgen, in een petrischaal, meer dan het dubbele van de effectiviteit. Dus, deze techniek werkt twee keer zo goed met onze nanobuisjes op de cellen als zonder. Dat is een groot probleem, omdat je ofwel veel minder spanning kunt gebruiken of veel meer cellen kunt doden, " zei Smit.

Smit en zijn collega, Kevin Jordanië, een stafingenieur van Jefferson Lab en hoofdingenieur bij BNNT, LLC, zei dat BNNT's een lange lijst van mogelijke toepassingen hebben.

"Technologische onderzoekers zeggen dat deze nanobuisjes energietoepassingen hebben, medische toepassingen en ruimtevaarttoepassingen, ' zei Jordanië.

De onderzoekers proberen nu het productieproces op te schalen, terwijl ook de zuiverheid van de BNNT's wordt verbeterd. Hun doel is om massale hoeveelheden buizen te kunnen produceren voor het verkennen van het volledige scala aan potentiële toepassingen.

Bijvoorbeeld, de Italiaanse onderzoekers zullen meer hoogwaardige BNNT's nodig hebben om hun studies bij muizen voort te zetten. Verhuizen naar deze volgende stap is veelbelovend, maar het onderzoek bevindt zich nog in de beginfase, en het heeft nog een lange weg te gaan voordat de techniek zal worden overwogen voor gebruik in de kliniek voor de behandeling van kanker.

Onderzoekers van NASA's Langley Research Center, de Thomas Jefferson National Accelerator Facility van het Department of Energy en het National Institute of Aerospace hebben een nieuwe techniek ontwikkeld om hoogwaardige boornitride-nanobuizen (BNNT's) te synthetiseren. De onder druk staande damp/condensor (PVC)-methode werd ontwikkeld met de Free-Electron Laser van Jefferson Lab en werd later geperfectioneerd met behulp van een commerciële laslaser. Bij deze techniek, de laserstraal treft een doel in een kamer gevuld met stikstofgas. De straal verdampt het doel, vorming van een pluim van boorgas. een condensor, een gekoelde metaaldraad, wordt ingebracht in de boorpluim. De condensor koelt de boordamp af terwijl deze voorbijgaat, waardoor er vloeibare boordruppels ontstaan. Deze druppeltjes combineren met de stikstof om zichzelf te assembleren tot BNNT's.

Het onderzoek werd online gepubliceerd voordat het in het tijdschrift werd gedrukt Technologie in kankeronderzoek en -behandeling .