Een natuurkundige van de Universiteit van Texas in Arlington die werkt aan het maken van een lichtgevend nanodeeltje voor gebruik bij veiligheidsgerelateerde stralingsdetectie, is mogelijk in plaats daarvan gebeurd na een vooruitgang in fotodynamische kankertherapie.

Wei Chen, hoogleraar natuurkunde en mededirecteur van UT Arlington's Centre for Security Advances Via Applied Nanotechnology, was een koper-cysteamine-complex aan het testen dat in zijn laboratorium was gemaakt toen hij onverklaarbare afname van de luminescentie ontdekte, of lichtgevend vermogen, over een time-lapse blootstelling aan röntgenstralen. Verder kijken, hij ontdekte dat de nanodeeltjes, genaamd Cu-Cy, energie verloren omdat ze singlet-zuurstof uitstoten - een giftig bijproduct dat wordt gebruikt om kankercellen te beschadigen bij fotodynamische therapie.

Omdat Chen ook federaal gefinancierd kankeronderzoek leidt, hij wist dat hij iets unieks had gevonden. Uit testen bleek dat de Cu-Cy-nanodeeltjes, gecombineerd met röntgenstraling, significant vertraagde tumorgroei in laboratoriumstudies.

"Dit nieuwe idee is eenvoudiger en beter dan eerdere fotodynamische therapiemethoden. Je hebt niet zoveel stappen nodig. Dit materiaal alleen kan het werk doen, "Zei Chen. "Het is het meest veelbelovende dat we hebben gevonden in deze kankerstudies en we hebben hier lang naar gekeken." Chen's onderzoek wordt gepubliceerd in de augustus-editie van de Tijdschrift voor biomedische nanotechnologie onder de titel "A New X-Ray Activated Nanoparticle Photosensitizer for Cancer Treatment." Co-auteurs zijn Lun Ma, een onderzoeksassistent-professor, en Xiaoju Zou, een onderzoeksmedewerker.

Ook heeft de universiteit een voorlopige octrooiaanvraag ingediend op het nieuwe complex.

Fotodynamische therapie, of PDT, schaadt kankercellen wanneer een fotosensibilisator die in tumorweefsel wordt geïntroduceerd, giftige singlet-zuurstof produceert na blootstelling aan licht. In sommige onderzoeken, deze blootstelling aan licht wordt gedaan door gebruik te maken van zichtbare of nabij-infrarode lasers. Anderen hebben meer succes gevonden door ook luminescente nanodeeltjes in de tumor te introduceren. Onderzoekers activeren het lichtgevende nanodeeltje met nabij-infrarood licht of röntgenstralen, die op zijn beurt de fotosensitizer activeert.

Beide methoden hebben beperkingen voor de behandeling van diepe weefselkankers. Ze zijn ofwel inefficiënt of de lichtbron die nodig is om ze te activeren dringt niet diep genoeg door. Chen zei dat door röntgenstraling induceerbare Cu-Cy-deeltjes de huidige fotosensitizers overtreffen omdat de röntgenstralen diep in het weefsel kunnen doordringen. Ook, Cu-Cy-nanodeeltjes hebben geen andere fotosensibiliserende middelen nodig om effectief te zijn, dus de behandeling is handiger, efficiënt en kostenbesparend.

"Dr. Chen's toewijding aan zijn werk in kankergerelateerde therapie, evenals zijn werk op het gebied van binnenlandse veiligheid, demonstreert de brede toepassingen en de grote waarde van fundamenteel wetenschappelijk onderzoek, " zei Carolyn Cason, vice-president voor onderzoek aan de UT Arlington. "Deze vooruitgang heeft het potentieel om de manier waarop sommige kankers worden behandeld te veranderen en de therapie effectiever te maken - een voordeel dat grenzeloos zou zijn."

Chen's team testte de Cu-Cy op menselijke borst- en prostaatkankercellen in het laboratorium en vond het een effectieve behandeling in combinatie met röntgenstraling. In een proef, bijvoorbeeld, een tumor behandeld met Cu-Cy-injectie en röntgenblootstelling bleef vrijwel dezelfde grootte gedurende een periode van 13 dagen, terwijl een tumor zonder de volledige behandeling driemaal groeide.

Een ander voordeel van het nieuwe nanodeeltje is een lage toxiciteit voor gezonde cellen. In aanvulling, Cu-Cy's intense fotoluminescentie en röntgenluminescentie kunnen worden gebruikt voor celbeeldvorming, zei de krant.

Details van de kristalstructuur en optische eigenschappen van het nieuwe complex worden gepubliceerd in een aanstaande paper van de Tijdschrift voor materiaalchemie . Het is hier beschikbaar. Chen blijft fotodynamisch onderzoek naar kankertherapie nastreven met een subsidie ​​van het Department of Defense Congressionally Directed Medical Research Programs en met samenwerkingen van de industrie. Hij zei dat verder onderzoek het verkleinen van het Cu-Cy-nanodeeltje zou omvatten om het gemakkelijker in het tumorweefsel te laten opnemen.

"Voor kanker, er is nog steeds geen goede oplossing. Hopelijk kan dit nanodeeltje wat mogelijkheden bieden, " hij zei.