Onderzoekers van de Oregon State University hebben een nieuwe manier ontwikkeld om selectief verbindingen in kankercellen in te brengen - een systeem dat chirurgen helpt bij het identificeren van kwaadaardige weefsels en vervolgens, in combinatie met fototherapie, dood alle resterende kankercellen nadat een tumor is verwijderd.

Het is ongeveer zo simpel als, "Als het gloeit, knip het uit." En als er nog een paar kwaadaardige cellen over zijn, ze zullen spoedig sterven.

De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift nanoschaal , opmerkelijk succes hebben laten zien bij proefdieren. Het concept moet een nauwkeurigere chirurgische verwijdering van solide tumoren mogelijk maken en tegelijkertijd alle resterende kankercellen uitroeien. Bij laboratoriumtesten, het verhinderde volledig terugkeer van kanker na fototherapie.

Technologie zoals deze, wetenschappers zeiden, kan een veelbelovende toekomst hebben in de identificatie en chirurgische verwijdering van kwaadaardige tumoren, evenals het gebruik van nabij-infraroodlichttherapieën die de resterende kankercellen kunnen doden, zowel door ze mild te verhitten als door reactieve zuurstofsoorten te genereren die ze ook kunnen doden.

"Dit is een soort dubbele aanval die het succes van kankeroperaties aanzienlijk zou kunnen verbeteren, " zei Oleh Taratula, een assistent-professor aan het OSU College of Pharmacy.

“Met deze aanpak kankercellen en tumoren zullen letterlijk gloeien en fluoresceren wanneer ze worden blootgesteld aan nabij-infrarood licht, de chirurg een precieze gids geven over wat te verwijderen, " zei Taratula. "Datzelfde licht zal verbindingen in de kankercellen activeren die alle kwaadaardige cellen die overblijven zullen doden. Het is een opwindende nieuwe benadering om een ​​operatie te laten slagen."

Het werk is gebaseerd op het gebruik van een bekende verbinding genaamd naftalocyanine, die een aantal ongebruikelijke eigenschappen heeft bij blootstelling aan nabij-infrarood licht. Het kan een cel laten gloeien als een gids voor chirurgen; verwarm de cel om hem te doden; en produceren reactieve zuurstofsoorten die het ook kunnen doden. En door de intensiteit van het licht aan te passen, de werking van de verbinding kan worden gecontroleerd en geoptimaliseerd om alleen de tumor- en kankercellen te doden. Dit onderzoek is gedaan met eierstokkankercellen.

Echter, naftalocyanine is niet oplosbaar in water en heeft ook de neiging om te klonteren, of aggregaat, in het lichaam, tijdens het proces verliest het zijn vermogen om cellen te laten gloeien en reactieve zuurstofsoorten te genereren. Dit maakt het ook moeilijk of onmogelijk om zijn weg door de bloedsomloop te vinden en alleen in kankercellen te gaan wonen.

OSU-experts hebben deze problemen overwonnen door gebruik te maken van een speciaal in water oplosbaar polymeer, een dendrimeer genoemd, waardoor de naftalocyanine zich kan verbergen in een molecuul dat zich specifiek aan kankercellen zal hechten, en geen gezond weefsel. de dendrimeer, een extreem klein nanodeeltje, profiteert van bepaalde fysieke kenmerken van bloedvaten die naar kankercellen leiden, maar gezonde niet. Het glijdt gemakkelijk in een tumor, maar spaart grotendeels gezond weefsel.

Eenmaal op zijn plaats, en blootgesteld aan het soort licht dat nodig is, de kankercellen zullen dan gloeien - waardoor een biologische routekaart ontstaat die een chirurg kan volgen bij het identificeren van welke weefsels moeten worden verwijderd en welke moeten worden achtergelaten. Tegelijkertijd, een paar minuten van deze blootstelling aan licht activeren de naftalocyanine om alle resterende cellen te doden.

Deze een-tweetje operatie en een niet-toxisch, combinatorische fototherapie is veelbelovend, zei Taratula. Het is heel anders dan bestaande chemotherapieën en radiotherapieën.

"Voor veel kankers, chirurgie is een eerste keuze van behandeling, Taratula zei. "In de komende jaren hebben we misschien een hulpmiddel om die operatie nauwkeuriger te maken, effectiever en grondiger dan voorheen."

Alvorens klinische tests op mensen uit te voeren, OSU-onderzoekers hopen het proces te perfectioneren en vervolgens samen te werken met Shay Bracha, een assistent-professor aan het OSU College of Veterinary Medicine, om het te testen op levende honden met kwaadaardige tumoren. De techniek is al succesvol gebleken bij laboratoriummuizen. Niks waard, zeiden de onderzoekers, is dat zelfs toen fototherapie hun kwaadaardige tumoren vernietigde, de muizen vertoonden geen duidelijke bijwerkingen en de dieren verloren geen gewicht.

Systemen met vergelijkbare technologie worden ook getest door andere onderzoekers, maar sommige ervan vereisen verschillende beeldvormende en therapeutische middelen, herhaalde bestraling en twee lasers. Dit verhoogt de kosten, kan de effectiviteit verminderen en het risico op bijwerkingen verhogen, OSU-onderzoekers zeiden in hun rapport.