Een nauwkeurige en niet-toxische behandeling die zich richt op longkankercellen op nanoschaal, kan de cellen zelfs bij een lage dosis effectief doden.

Onderzoekers van de Washington State University en het Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) van het Department of Energy gebruikten minuscule buisjes gemaakt van organische moleculen, peptoïden genaamd, om kankervernietigende medicijnen op een gerichte manier af te leveren.

Het onderzoek, onder leiding van Yuehe Lin, professor in WSU's School of Mechanical and Materials Engineering, en Chun-Long Chen, een senior onderzoeker bij PNNL en een gezamenlijke faculteitsmedewerker aan de Universiteit van Washington, werd gepubliceerd als de cover story in het prestigieuze tijdschrift Klein .

De biologisch geïnspireerde nanobuisjes, die ongeveer honderdduizend keer dunner zijn dan een mensenhaar, werden opgerold van membraanachtige nanosheets. De medicijnmoleculen, fluorescerende kleurstoffen en kankergerichte moleculen werden precies in de nanobuisjes geplaatst, waardoor ze de efficiëntie van de medicijnafgifte in de kankercellen kunnen volgen.

Dankzij de nieuwe technologie kunnen de twee geneesmiddelen - één voor chemotherapie en de andere voor een minder invasieve fotodynamische therapiebehandeling - rechtstreeks aan de kankercellen worden afgeleverd. Fotodynamische therapie maakt gebruik van een chemische stof die, bij blootstelling aan licht, laat reactieve zuurstofsoorten (ROS) vrij die kankercellen doden. De dual-drug-benadering van de onderzoekers maakte het gebruik van een lagere dosis kankermedicijnen mogelijk dan het gebruik van een enkel medicijn, wat leidt tot het effectief doden van kankercellen met een lage toxiciteit.

"Door deze nanobuisjes precies te engineeren met fluorescerende kleurstoffen en kankergerichte moleculen, wetenschappers kunnen tumorcellen duidelijk lokaliseren en volgen hoe het medicijnregime presteert, " zei Lin. "We kunnen ook volgen hoe nanobuisjes de kankercel binnenkomen en afleveren."

Het team testte de nanobuisjes op longkankercellen en ontdekte dat ze het chemotherapiemedicijn doxorubicine rechtstreeks in de sneldelende kankercellen afleverden. resulterend in zeer efficiënte kankerdoding terwijl minder chemotherapiemedicijnen worden gebruikt.

"Dit is een veelbelovende benadering voor precisietargeting met weinig schade aan gezonde omringende cellen, " zei Lin.

Terwijl andere nanomaterialen, zoals koolstof nanobuisjes, zijn gebruikt voor het afleveren en volgen van kankerdodende medicijnen, onderzoekers hebben ontdekt dat ze giftig zijn voor het lichaam. Verder, ze deden het niet goed in het precies herkennen van moleculen.

"Door deze peptoïden te gebruiken, we waren in staat om zeer programmeerbare nanobuisjes en een biocompatibel afgiftemechanisme te ontwikkelen, " zei Chen. "We hebben ook gebruik gemaakt van de hoge stabiliteit van peptoïde en zijn goed gecontroleerde verpakking om nanobuisjes te ontwikkelen die zeer stabiel zijn."

"Door hun unieke structuur, deze nanobuisjes kunnen gemakkelijk worden geassembleerd voor gebruik bij kankertherapie en blijven langer in het lichaam voor behandeling, " zei Lin.