Een baanbrekende nieuwe techniek die op licht gebaseerde kankerbehandeling effectiever en veiliger kan maken voor patiënten, terwijl de kosten worden verlaagd, is ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Sheffield.

De studie, uitgevoerd door Ph.D. student Jose Ricardo Aguilar Cosme en onder toezicht van een interdisciplinair team van onderzoekers van de University's Department of Materials Science and Engineering en Department of Oncology and Metabolism, heeft kleine koolstofnanodeeltjes ontwikkeld die kankermedicijnen aan tumoren kunnen leveren.

Op licht gebaseerde therapie, ook bekend als fotodynamische therapie, is al een klinisch goedgekeurde behandeling waarbij medicijnen worden gebruikt die alleen werken bij blootstelling aan licht om kankercellen te vernietigen. Echter, veel van deze medicijnen zijn vaak giftig, zelfs zonder licht, veroorzaakt veel bijwerkingen bij patiënten en leidt tot falen van de behandeling.

De onderzoekers van de Universiteit van Sheffield hebben geprobeerd deze medicijnen te verbeteren door kleine koolstofstippen te gebruiken als een manier om het medicijn bij de tumor te krijgen. Koolstofstippen zijn fluorescerende nanodeeltjes met zeer weinig toxiciteit, waardoor ze uiterst nuttig zijn voor deze toepassing. Deze nanodeeltjes zijn gemaakt met behulp van gewone ingrediënten zoals sucrose en citroenzuur, die van nature voorkomen in verschillende soorten fruit.

Als onderdeel van het onderzoek zijn twee verschillende versies van de koolstofstippen ontwikkeld, één met het medicijn gebonden aan het oppervlak (PpIX-CD) en één waar het medicijn zich in de stip bevond (PpIX@CD).

Het door licht geactiveerde medicijn dat het team van de Universiteit van Sheffield gebruikte, was protoporfyrine IX (PpIX).

Dr. Frederik Claeyssens van het departement Materials Science and Engineering van de universiteit, die het onderzoek begeleidde, zei:"Toen het medicijn aan het oppervlak van een koolstofstip werd gebonden, was het vier keer minder toxisch zonder licht, terwijl het zijn kankerdodende effect in een laboratoriummodel van melanoom huidkanker handhaafde. Dit verhoogt de algehele effectiviteit van het medicijn.

"Een bijkomend voordeel van de carbon dots is dat ze gloeien, ook wel fluorescentie genoemd, waardoor ze heel eenvoudig te vinden zijn. We zagen dat de deeltjes snel tumorcellen binnendringen en dat hun fluorescentie het eenvoudig maakt om te volgen hoe ze zich door het lichaam verplaatsen en hoe ze zich ophopen in tumoren."

Dr. Helen Bryant van de afdeling Oncologie en Metabolisme van de universiteit, die ook het onderzoek begeleidde, toegevoegd:"Ons onderzoek heeft het potentieel om goedkopere geneesmiddelen tegen kanker te produceren met een grotere efficiëntie om tumoren te doden en minder bijwerkingen bij patiënten. De volgende fase van ons werk is de vertaling van onze bevindingen naar complexere modellen van kanker en uiteindelijk naar patiënten. "

José Ricardo Aguilar Cosme, een doctoraat Student Technische Materialen, zei:"De ontwikkeling van nieuwe benaderingen voor medicijnafgifte kan medicijnen veiliger en effectiever maken. We hopen ons onderzoek uit te breiden om de efficiëntie van koolstofstippen te evalueren met medicijnen die vaak worden gebruikt bij chemotherapie en meer klinisch relevante kankermodellen."