Wetenschappers van de Michigan State University hebben een nieuwe manier uitgevonden om chemotherapieconcentraties te controleren, die effectiever is om de behandelingen van patiënten binnen het cruciale therapeutische venster te houden.

Met nieuwe ontwikkelingen in de geneeskunde die dagelijks plaatsvinden, er is nog steeds veel giswerk als het gaat om het toedienen van chemotherapie aan kankerpatiënten. Een te hoge dosis kan leiden tot het doden van gezond weefsel en cellen, meer bijwerkingen of zelfs de dood veroorzaken; een te lage dosis kan verdoven, in plaats van te doden, kankercellen, zodat ze terug kunnen komen, vaak, veel sterker en dodelijker.

Bryan Smit, universitair hoofddocent biomedische technologie, creëerde een proces op basis van magnetische deeltjesbeeldvorming (MPI) dat superparamagnetische nanodeeltjes gebruikt als contrastmiddel en de enige signaalbron om de afgifte van geneesmiddelen in het lichaam te volgen - op de plaats van de tumor.

"Het is niet-invasief en zou artsen een onmiddellijke kwantitatieve visualisatie kunnen geven van hoe het medicijn overal in het lichaam wordt gedistribueerd, " zei Smith. "Met MPI, artsen zouden in de toekomst kunnen zien hoeveel geneesmiddel rechtstreeks naar de tumor gaat en de hoeveelheden die ze ter plekke krijgen, aanpassen; omgekeerd, als toxiciteit een punt van zorg is, het kan een zicht op de lever geven, milt of nieren om bijwerkingen te minimaliseren. Op die manier, ze konden er precies voor zorgen dat elke patiënt binnen het therapeutische venster blijft."

Het Smits-team, waaronder wetenschappers van Stanford University, gebruikte muizenmodellen om zijn superparamagnetische nanodeeltjessysteem te koppelen aan doxorubicine, een veelgebruikt medicijn voor chemotherapie. De resultaten, gepubliceerd in het huidige nummer van het tijdschrift Nano-letters , laten zien dat de combinatie van nanocomposiet dient als een medicijnafgiftesysteem en als een MPI-tracer.

MPI is een nieuwe beeldvormingstechnologie die sneller is dan traditionele magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) en een bijna oneindig contrast heeft. In combinatie met het nanocomposiet, het kan de snelheid van medicijnafgifte in tumoren die diep in het lichaam verborgen zijn, verlichten.

Naarmate het nanocomposiet degradeert, het begint doxorubicine in de tumor af te geven. Tegelijkertijd, de ijzeroxide nanocluster begint uit elkaar te vallen, die de MPI-signaalveranderingen activeert. Het zal artsen in staat stellen om nauwkeuriger te zien hoeveel medicijn de tumor op elke diepte bereikt, zei Smit.

"We toonden aan dat de MPI-signaalveranderingen lineair gecorreleerd zijn met de afgifte van Doxorubicine met een nauwkeurigheid van bijna 100 procent, " zei hij. "Dit sleutelconcept stelde onze MPI-innovatie in staat om de medicijnafgifte te controleren. Onze translationele strategie om een ​​biocompatibel met polymeer gecoat ijzeroxide nanocomposiet te gebruiken, zal veelbelovend zijn in toekomstig klinisch gebruik."

Smith heeft een voorlopig patent aangevraagd voor zijn innovatieve proces. In aanvulling, de individuele componenten van het nanocomposiet Smith's team hebben al FDA-goedkeuring gekregen voor gebruik in de menselijke geneeskunde. Dit zou de FDA-goedkeuring voor de nieuwe monitoringmethode moeten versnellen.

Naarmate het proces vordert in de richting van klinische proeven, die mogelijk binnen zeven jaar zou kunnen beginnen, Het team van Smith zal beginnen met het testen van meerkleurige MPI om de kwantitatieve mogelijkheden van het proces verder te verbeteren. evenals andere geneesmiddelen dan doxorubicine, hij zei.