Een internationaal team waar een UPM-onderzoeker bij betrokken is, heeft aangetoond dat het mogelijk is om kankercellen mechanisch te vernietigen door magnetische nanodeeltjes die eraan vastzitten in langwerpige aggregaten te roteren.

Het projectwerk onder leiding van professor Yu Cheng van de Tongji University (Shanghai, China) met de deelname van Universidad Politécnica de Madrid (UPM) en andere instellingen uit verschillende landen heeft in vitro aangetoond dat het mogelijk is om met zeer hoge effectiviteit de dood van kankercellen te induceren dankzij de kracht die wordt geproduceerd door de beweging van magnetische nanodeeltjesaggregaten . Deze nieuwe studie, gepubliceerd in Theranostiek , combineert de voordelen van de nanometrische grootte van de individuele deeltjes en de grotere grootte van aggregaten om meer kracht te produceren die nodig is om de celdood te induceren.

Door hun unieke eigenschappen, wetenschappers hebben onderzoek gedaan naar therapeutische toepassingen met behulp van magnetische nanodeeltjes, vooral voor medicijnafgiftesystemen en hyperthermiebehandelingen voor tumoren. In de nieuwe studie de deeltjes verhogen hun temperatuur wanneer ze worden blootgesteld aan een magnetisch veld dat waarden bereikt die de dood van kankercellen kunnen veroorzaken.

Er zijn andere onderzoeken die toepassingen hebben ontwikkeld om het risico op infecties op implantaten en prothesen te verlagen en de groei van weefsels te bevorderen. Het doel van deze studie was de productie van krachten die hoog genoeg zijn om de mechanische vernietiging van kankercellen te leiden.

De techniek van functionalisering stelt onderzoekers in staat om het oppervlak van nanodeeltjes te modificeren door ze te coaten met specifieke moleculen om bepaalde soorten cellen te verbinden. In het geval van kankerbehandeling, de nanodeeltjes zijn bedekt met moleculen die zich specifiek verbinden met eiwitten die voornamelijk in kankercellen tot expressie komen en niet in gezonde cellen.

Dit onderzoek heeft deze methode gebruikt om kankercellen in vitro te behandelen. Het is bewezen dat cellen de gefunctionaliseerde nanodeeltjes internaliseren, voornamelijk in lysosomen, dat zijn kleincellige organellen. De toepassing van een extern relatief laag magnetisch veld resulteert in de vorming van langwerpige nanodeeltjesaggregaten.

Eindelijk, onder een laagfrequent roterend magnetisch veld, de onderzoekers bereikten de beweging van nanodeeltjesaggregaten die krachten produceren die hoog genoeg zijn om het membraan van de lysosomen en het celmembraan te breken, het induceren van de dood van kankercellen met een zeer hoge effectiviteit.

Eerdere werken hadden individuele nanodeeltjes of deeltjes van micrometrische grootte (duizend keer groter dan nanodeeltjes) gebruikt om kankercellen mechanisch te beschadigen. Volgens de onderzoeker Gustavo Plaza, deze nieuwe studie combineert de eigenschappen van nanometrische schaal om de kankercellen te bereiken en de grotere grootte van aggregaten om hogere krachten te produceren.