Een natuurkundige aan de Universiteit van Texas in Arlington heeft een nieuw concept voorgesteld voor de behandeling van kankercellen, het verder bevorderen van de status van de universiteit als leider op het gebied van gezondheid en de menselijke conditie.

In een recent gepubliceerd artikel in het tijdschrift Nanogeneeskunde:Nanotechnologie, Biologie en geneeskunde , UTA-professor natuurkunde Wei Chen en een team van internationale medewerkers hebben het idee geopperd om door microgolven gestimuleerde titaniumdioxide (TiO2) nanodeeltjes te gebruiken om de dood van kankercellen te veroorzaken zonder de normale cellen om hen heen te beschadigen.

De methode wordt microgolf-geïnduceerde radicale therapie genoemd, die het team microdynamische therapie noemt, of MDT.

Het gebruik van TiO2-nanodeeltjes geactiveerd door licht en ultrageluid in kankerbehandelingen is uitgebreid bestudeerd, maar dit is de eerste keer dat onderzoekers hebben aangetoond dat de nanodeeltjes effectief kunnen worden geactiveerd door microgolven voor de vernietiging van kankercellen, wat mogelijk nieuwe deuren opent naar behandeling voor patiënten die tegen de ziekte vechten.

Chen zei dat de nieuwe therapie gericht is op reactieve zuurstofsoorten, of ROS, die een natuurlijk bijproduct zijn van het zuurstofmetabolisme van het lichaam. ROS helpen bij het doden van gifstoffen in het lichaam, maar kan ook schadelijk zijn voor cellen als ze een kritiek niveau bereiken.

TiO2 komt cellen binnen en produceert ROS, die plasmamembranen kunnen beschadigen, mitochondriën en DNA, celdood veroorzaken.

"Kankercellen worden gekenmerkt door een hogere steady-state verzadiging van ROS dan normaal, gezonde cellen, " zei Chen. "Deze nieuwe therapie stelt ons in staat om dat te exploiteren door de verzadiging van ROS in kankercellen te verhogen tot een kritiek niveau dat celdood veroorzaakt zonder de normale cellen naar diezelfde drempel te duwen."

De pilotstudie voor dit nieuwe behandelconcept bouwt voort op Chen's expertise in het gebruik van nanodeeltjes om kanker te bestrijden.

Chens medewerkers zijn afkomstig van de Guangdong Academy of Medical Sciences en de Beihang University. Het team voerde experimenten uit die aantonen dat de nanodeeltjes de groei van osteosarcomen onder microgolfstraling aanzienlijk kunnen onderdrukken.

Hoewel TiO2 en microgolfstraling met een laag vermogen alleen kankercellen niet effectief doodden, de combinatie van de twee bleek succesvol in het creëren van een toxisch effect voor de tumorcellen. Microgolfablatietherapie heeft al bewezen een effectieve behandeling te zijn tegen botkanker, betere resultaten behalen dan MDT. Echter, MDT heeft toepassingen voor de bestrijding van andere vormen van kanker, niet alleen de osteosarcomen die voor deze pilot zijn gebruikt.

Het gebruik van licht om ROS te activeren - zoals te zien is bij fotodynamische therapie - kan een uitdaging zijn voor de behandeling van tumoren die zich diep in het lichaam bevinden; in tegenstelling tot, microgolven geven de mogelijkheid om diepere penetratie te creëren die zich door alle soorten weefsels en niet-metalen materialen voortplant.

"Deze nieuwe ontdekking is opwindend omdat het mogelijk nieuwe wegen creëert voor de behandeling van kankerpatiënten zonder slopende bijwerkingen te veroorzaken, " zei Chen. "Dit gerichte, gelokaliseerde methode stelt ons in staat om gezonde cellen intact te houden, zodat patiënten beter zijn toegerust om de ziekte te bestrijden."

De resultaten van de pilotstudie geven aan dat MDT een veelbelovende benadering is voor de behandeling van kanker, hoewel de methode nog in ontwikkeling is en de beperkingen ervan worden onderzocht. Het onderzoeksteam heeft een patent aangevraagd voor MDT. Volgende, ze zijn van plan hun aandacht te richten op het begrijpen van de fysica en interne mechanismen achter de krachtige combinatie van microgolven en TiO2.

"Dr. Chen blijft een onderzoeksportfolio opbouwen met transformerende implicaties voor de behandeling van kanker, " zei Alex Weiss, voorzitter van de afdeling Natuurkunde van UTA. "Dit nieuwe werk is exemplarisch voor de geest van ontdekking die we bij UTA proberen te belichamen. Ik kijk uit naar wat Dr. Chen en zijn medewerkers kunnen bereiken in de komende fasen van dit onderzoek, terwijl ze pionieren met een mogelijke nieuwe weg voor de bestrijding van kanker."