Kankerbehandelingen op basis van laser-irridatie van minuscule nanodeeltjes die direct in de kankertumor worden geïnjecteerd, werken en kunnen de kanker van binnenuit vernietigen. Onderzoekers van het Niels Bohr Instituut en de Faculteit der Gezondheidswetenschappen van de Universiteit van Kopenhagen hebben een methode ontwikkeld die kankercellen doodt met behulp van nanodeeltjes en lasers. De behandeling is getest op muizen en er is aangetoond dat de kankertumoren flink beschadigd zijn. De resultaten worden gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift, Wetenschappelijke rapporten .

Traditionele kankerbehandelingen zoals bestraling en chemotherapie hebben grote bijwerkingen, omdat ze niet alleen de kankertumoren aantasten, maar ook de gezonde delen van het lichaam. Een groot interdisciplinair onderzoeksproject tussen natuurkundigen van het Niels Bohr Instituut en artsen en humane biologen van het Panum Instituut en Rigshospitalet heeft een nieuwe behandeling ontwikkeld die alleen lokaal kankertumoren aantast en daardoor veel milder is voor het lichaam. Het project heet Laser Activated Nanoparticles for Tumor Elimination (LANTERN). Het hoofd van het project is professor Lene Oddershede, een biofysicus en hoofd van de onderzoeksgroep Optical Pincetten aan het Niels Bohr Instituut aan de Universiteit van Kopenhagen in samenwerking met professor Andreas Kjær, hoofd van het Cluster voor Moleculaire Beeldvorming, Panum Instituut.

Na te hebben geëxperimenteerd met biologische membranen, de onderzoekers hebben de methode nu getest op levende muizen. In de experimenten, de muizen krijgen kankertumoren van in het laboratorium gekweekte menselijke kankercellen.

"Bij de behandeling worden minuscule nanodeeltjes rechtstreeks in de kanker gespoten. Vervolgens verwarm je de nanodeeltjes van buitenaf met behulp van lasers. Het is een sterke interactie tussen de nanodeeltjes en het laserlicht, waardoor de deeltjes opwarmen. Wat er dan gebeurt, is dat de verwarmde deeltjes de kankercellen beschadigen of doden, " legt Lene Oddershede uit.

Ontwerp en effect

De kleine nanodeeltjes zijn tussen de 80 en 150 nanometer in diameter (een nanometer is een miljoenste van een millimeter). De geteste deeltjes bestaan ​​uit massief goud of uit een schelpstructuur bestaande uit een glazen kern met daaromheen een dunne schelp van goud. Sommige experimenten waren bedoeld om erachter te komen welke deeltjes het meest effectief zijn in het verminderen van tumoren.

"Als natuurkundigen hebben we veel expertise in de interactie tussen licht en nanodeeltjes en kunnen we de temperatuur van de verwarmde nanodeeltjes heel nauwkeurig meten. De effectiviteit hangt af van de juiste combinatie tussen de structuur en het materiaal van de deeltjes, hun fysieke grootte en de golflengte van het licht, " legt Lene Oddershede uit.

Uit de experimenten bleek dat de onderzoekers de beste resultaten behaalden met nanodeeltjes die 150 nanometer groot waren en bestonden uit een kern van glas bedekt met goud. De nanodeeltjes werden belicht met nabij-infrarood laserlicht, die het beste door het weefsel kan dringen. In tegenstelling tot conventionele radiotherapie, het nabij-infrarode laserlicht veroorzaakt geen brandwonden aan het weefsel waar het doorheen gaat. Een uurtje na de behandeling, ze konden met PET-scans al direct zien dat de kankercellen waren gedood en het effect hield nog zeker twee dagen aan na de behandeling.

“Nu hebben we bewezen dat de methode werkt. Op langere termijn we willen dat de methode werkt door de nanodeeltjes in de bloedbaan te injecteren, waar ze terechtkomen in de tumoren die mogelijk zijn uitgezaaid. Met de PET-scans kunnen we zien waar de tumoren zitten en deze bestralen met lasers, terwijl ook effectief wordt beoordeeld hoe goed de behandeling kort na de bestraling heeft gewerkt. In aanvulling, we zullen de deeltjes bedekken met chemotherapie, die door de hitte vrijkomt en die ook zal helpen de kankercellen te doden, " legt Lene Oddershede uit.