science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Onderzoekers combineren cryoablatie en ingekapseld medicijn tegen kanker om kankerstamachtige cellen te vernietigen

Een schematische illustratie van de resistentie van kankerstamachtige cellen (CSC's) tegen cryoablatie alleen en de combinatie ervan met vrij doxorubicine (fDOX) en doxorubicine ingekapseld in nanodeeltjes (nDOX). Cryoablatie kan de meeste tumorcellen vernietigen, terwijl de resterende CSC's de tumorgroei opnieuw zullen initiëren en tumorterugval optreedt. De combinatie van cryoablatie en fDOX is niet effectief genoeg om alle CSC's te vernietigen, ook niet om terugval van de tumor te voorkomen. In tegenstelling tot, cryoablatie in combinatie met nDOX kan alle CSC's effectief doden, resulterend in de uiteindelijke eliminatie van kanker omdat de niet-stamkankercellen de heterogeniteit niet konden creëren (bijv. kankercellen, fibroblasten, en endotheelcellen) in de tumor om zijn groei te ondersteunen. Krediet:Wei Rao, Adriano Bellotti, Peter J. Littrup, Jianhua Yu, Xiongbin Lu, Xiaoming He

De combinatie van op nanomedicijnen gebaseerde chemotherapie en cryoablatie biedt een effectieve strategie om kankerstamachtige cellen (CSC's), de wortel van kankerresistentie en metastase, te elimineren. die zal helpen om de veiligheid en werkzaamheid te verbeteren van de behandeling van maligniteiten die ongevoelig zijn voor conventionele therapieën.

Cryoablatie (ook wel cryochirurgie of cryotherapie genoemd) is een op energie gebaseerde, minimaal invasieve chirurgische techniek die is onderzocht voor de behandeling van een verscheidenheid aan ziekten, waaronder kanker, dat wordt gedaan door het zieke weefsel te bevriezen tot onder het vriespunt om onomkeerbare schade te veroorzaken. Het is bijzonder aantrekkelijk voor de bestrijding van borstkanker vanwege het uitstekende cosmetische resultaat om het orgaan te behouden met onmerkbare littekenvorming op de huid. Echter, cryoablatie alleen heeft een beperkte effectiviteit bij het uitroeien van kankerstamachtige cellen (CSC's), wat kan leiden tot terugkeer van kanker en/of metastase na de operatie. Een team van onderzoekers van het Department of Biomedical Engineering and Comprehensive Cancer Center van de Ohio State University introduceerde een innovatieve strategie door cryoablatie te combineren met nanodeeltjes-medicamenteuze chemotherapie en toonde aan dat de gecombineerde therapie de vernietiging van CSC's aanzienlijk kan vergroten, wat resulteert in het elimineren van bijna alle CSC's. Deze technologie biedt een nieuwe benadering om de resistentie tegen geneesmiddelen van CSC's te overwinnen en de veiligheid en werkzaamheid van cryoablatie bij kanker te verbeteren. Het rapport verschijnt in het laatste nummer van het tijdschrift Technologie .

"Deze nieuwe gecombineerde therapie van cryoablatie en nanodrug is een belangrijke stap voorwaarts in het verbeteren van de veiligheid en werkzaamheid van de strijd tegen kanker. Onze studie biedt het eerste verslag van het minimaliseren van kankerherhaling door de kankerstamachtige cellen op het gebied van cryoablatie voor kanker te vernietigen behandeling." zei Xiaoming He, doctoraat, van de Ohio State University en senior auteur van dit artikel. "Het is waardevol om de klinische toepassingen van cryoablatie te vergemakkelijken door de wortel van kankerresistentie te elimineren - de kankerstamachtige cellen".

"De nanodeeltjes die in deze studie werden gebruikt, waren geoptimaliseerd voor effectieve medicijnafgifte." zei Wei Rao, doctoraat, de hoofdauteur van het artikel. Volgens de onderzoekers is een geoptimaliseerde grootte van de nanodrug vergemakkelijkt de opname ervan door kankercellen via endocytose. Een positief geladen nanodrug heeft een hoge elektrostatische affiniteit voor het negatief geladen celplasmamembraan, die de opname ervan door kankercellen verder zou moeten vergemakkelijken. Bovendien, materialen op de nanodeeltjes hebben een hoge affiniteit voor CD44, een van de meest voorkomende eiwitcomplexen die tot overexpressie worden gebracht op kankerstamachtige cellen. Daarom, het gebruik van nanodrug kan helpen om een ​​sterk verbeterde biologische beschikbaarheid van antikankergeneesmiddel voor kankerstamachtige cellen te bereiken in vergelijking met conventionele chemotherapie waarbij gratis medicijn wordt gebruikt. Deze bijzonder aantrekkelijke eigenschap voldoet aan de vraag naar gerichte toediening en therapie en zou de systemische toxiciteit van het geneesmiddel kunnen minimaliseren. De combinatie met cryoablatie kan cryoletsel aanzienlijk vergroten om volledige vernietiging van alle kankerstamachtige cellen te garanderen.

Momenteel, onderzoek naar de gecombineerde therapie van cryoablatie en nanodrug toonde veelbelovende resultaten met behulp van een 3D-mammosfeermodel op microschaal. Toekomstig onderzoek zal zich meer richten op in vivo studies om tumorterugval na de gecombineerde behandeling te monitoren en deze technologie verder te vertalen naar de kliniek. Hoewel er meer onderzoek nodig is om de veiligheid en werkzaamheid ervan vast te stellen, deze studie biedt een nieuwe strategie voor het combineren van cryoablatie en nanodrug die een groot potentieel aantoont om kanker van de wortel te elimineren? de kankerstamachtige cellen.