Japanse onderzoekers melden dat het opnemen van magnetische nanodeeltjes en een geneesmiddel tegen kanker in verknoopte polymeer nanovezels een tweevoudige behandeling biedt voor de bestrijding van kanker met verminderde bijwerkingen.

Op prikkels reagerende of 'slimme' polymere nanovezels krijgen steeds meer aandacht. De structuren op nanoschaal geven aanleiding tot een hoge gevoeligheid voor stimuli, terwijl ze ook gemakkelijk als macroscopische materialen kunnen worden gemanipuleerd. Nu hebben onderzoekers van de Universiteit van Tsukuba en het National Institute of Materials Science in Japan aangetoond hoe ze kunnen worden gebruikt om magnetische nanodeeltjes te hosten om hyperthermische effecten voor de behandeling van kanker te benutten, terwijl de gebruikelijke bijwerkingen worden vermeden. De opname van doxorubicine in de nanovezels maakt ook een gecontroleerde afgifte van het antikankergeneesmiddel mogelijk als een extra mechanisme voor het doden van kankercellen.

Magnetische nanodeeltjes kunnen kankercellen doden door de warmte die wordt gegenereerd door inductie wanneer ze worden blootgesteld aan een wisselend magnetisch veld. Van dergelijke hyperthermische behandelingen is ook aangetoond dat ze de werkzaamheid van geneesmiddelen tegen kanker verbeteren. De nanodeeltjes kunnen echter ook leiden tot een verminderde mitochondriale functie, ontsteking, en DNA-schade. Het inbouwen van de nanodeeltjes in nanovezels kan een oplossing bieden.

Jong-Jin Kim, Mitsuhiro Ebara, en Takao Aoyagi elektrospinde de vezels uit een oplossing van het polymeer poly(NIPAAm-co-HMAAm) gemengd met een oplossing van magnetische nanodeeltjes en doxorubicine. De verwarming veroorzaakt door de nanodeeltjes bij het inschakelen van een wisselend magnetisch veld veroorzaakte hyperthermische effecten, evenals omkeerbare dezwelling en vervorming van de vezels, waardoor de medicijnmoleculen vrijkomen. Onderzoeken in vitro en in cellijnen hebben aangetoond dat kankercellen effectief worden gedood, die sterk verminderd was voor alleen hyperthermische behandelingen in afwezigheid van doxorubicine.

"De nanovezel van doxorubicine/magnetische nanodeeltjes induceerde de apoptose van kankercellen als gevolg van een synergetisch effect van chemotherapie en hyperthermie, " zeggen de auteurs. Het werk laat zien hoe slimme nanovezels potentieel hebben voor gebruik als een manipulatief materiaal dat hyperthermie en medicijnafgiftebehandelingen combineert die kunnen worden gecontroleerd door het eenvoudig in- of uitschakelen van een wisselend magnetisch veld.