(Phys.org) —Kort, op maat gemaakte koolstofnanobuisjes hebben het potentieel om medicijnen af ​​te geven aan alvleesklierkankercellen en ze van binnenuit te vernietigen, volgens onderzoekers van Rice University en het MD Anderson Cancer Center van de Universiteit van Texas.

Ongerepte nanobuisjes die zijn geproduceerd via een nieuw proces dat bij Rice is ontwikkeld, kunnen worden aangepast om medicijnen naar tumoren te transporteren door gaten in de wanden van bloedvaten waar grotere deeltjes niet doorheen kunnen.

De nanobuisjes kunnen zich dan richten op en infiltreren in de kernen van kankercellen, waar de medicijnen kunnen worden vrijgegeven door middel van sonicatie - dat wil zeggen, door ze te schudden.

Het onderzoek onder leiding van Rice-chemicus Andrew Barron werd gerapporteerd in de Royal Society of Chemistry's Journal of Materials Chemistry B .

De meeste patiënten met alvleesklierkanker overlijden binnen een jaar na de diagnose en hebben een overlevingspercentage van vijf jaar van 6 procent, gedeeltelijk omdat er geen methode is voor vroege opsporing, volgens de American Cancer Society. Tumoren zijn vaak inoperabel en alvleesklierkankercellen zijn ook moeilijk te bereiken met chemotherapie, zei co-auteur Jason Fleming, een professor in chirurgische oncologie aan MD Anderson.

"Deze bevindingen zijn bemoedigend omdat ze een mogelijke leveringsoplossing bieden voor patiënten met alvleesklierkanker van wie de tumoren weerstand bieden aan standaardchemotherapie, Fleming zei. "Er zijn moleculaire en biologische barrières voor een efficiënte toediening van chemotherapie aan alvleesklierkankertumoren, en deze nanobuisjes zouden sommige daarvan irrelevant kunnen maken."

Rijstwetenschappers hebben nanobuisjes gemaakt die puur genoeg zijn om voor dit doel te worden aangepast en klein genoeg om door de afweer van het lichaam te dringen. zei Barron. De onderzoekers wisten uit eerder werk dat nanobuisjes kunnen worden aangepast - een proces dat functionalisering wordt genoemd - om chemotherapiemiddelen te vervoeren en ze met een gecontroleerde snelheid af te geven door middel van sonicatie.

"Deze keer, we probeerden uit te zoeken hoe lang de buizen zouden moeten zijn en de mate van functionalisering om de opname door de cellen te maximaliseren, ' zei Barron.

Verschillende ontdekkingen stonden centraal, hij zei. Eerst, Rijst afgestudeerde student, alumnus en co-auteur Alvin Orbaek zuiverde de koolstofnanobuizen van ijzerkatalysatoren die nodig zijn voor hun groei door ze met chloor te spoelen. "Overgebleven ijzerdeeltjes beschadigen de buizen door oxidatie, "Zei Barron. "Dat maakt later gebruik moeilijk."

De volgende stap was om de nanobuisjes op maat te knippen. Zeer lange nanobuisjes zijn slap en moeilijk te hanteren, zei Barron. Enrico Andreoli, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker in de groep van Barron en hoofdauteur van het artikel, gebruikten een thermisch proces om ze te hakken tot een gemiddelde lengte van 50 nanometer. (Een mensenhaar is ongeveer 100, 000 nanometer breed.)

"In plaats van te eindigen met een donzig poeder van nanobuisjes, we krijgen iets dat op een hockeypuck lijkt, "Zei Barron. "Het is niet dicht - het ziet eruit als een sponsachtige puck - maar je kunt het snijden met een scheermesje. Je kunt het wegen en er nauwkeurige chemie mee doen."

Barron's lab voegde polyethyleenimine (PEI) toe aan de nanobuisjes. Bij laboratoriumtesten, de gemodificeerde buizen werden gemakkelijk in vloeistof gedispergeerd en konden door barrières in levende kankercellen gaan om de kernen te infiltreren. Een variant van PEI met een klein molecuul bleek minder toxisch voor cellen dan grotere versies, zei Barron.

"Dit onderzoek toont aan dat de deeltjes klein genoeg zijn om in cellen te komen waar je ze wilt hebben en dat ze een groter dodend voordeel kunnen hebben - maar dat is nog onbekend, ' zei Vlaming.

Vlaming, wiens werk zich richt op het verbeteren van de medicijnafgifte voor alvleesklierkanker, gewaarschuwd dat meer onderzoek nodig is. "De volgende stap zal zijn om deze aanpak te testen bij muizen die allografts hebben genomen van menselijke tumoren, " zei hij. "De architectuur van deze tumoren zal meer lijken op die van menselijke alvleesklierkanker."