Drie functionele moleculen (near-infrarood fluorescerende sonde, tumor gericht molecuul, en een geneesmiddel tegen kanker) worden met succes gedecollationeerd op het oppervlak van een grafeenmolecuul. Dit multifunctionele grafeen maakt een effectieve eliminatie van kankercellen mogelijk. Voor het bestrijden van kankerziekten, dit "drievoudige" chemisch gemodificeerde nanomateriaal kan de patiënt redden.

Kanker is wereldwijd een belangrijke doodsoorzaak. Onder deze situatie, een succesvolle tumorselectieve medicijntargeting en het minimaliseren van de toxiciteit van kankermedicijnen zijn dringend noodzakelijk.

Wetenschappers van het Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) en het Centre national de la recherche scientifique (CNRS), en hun collega's hebben een soort nanogeneeskunde ontwikkeld op basis van multifunctioneel grafeen dat gerichte kankerbehandeling op moleculair niveau mogelijk maakt.

Grafeen met enkelvoudig moleculair vel is een veelbelovend koolstofnanomateriaal voor verschillende fundamentele en praktische toepassingen in het volgende decennium vanwege zijn uitstekende fysisch-chemische eigenschappen. Van grafeen is ook bekend dat het een goede biocompatibiliteit en biologische afbreekbaarheid heeft, dus leidende onderzoekers om deze nanokoolstof als drager voor medicijnafgifte te onderzoeken. Echter, het is niet eenvoudig om voor biomedische toepassingen veel individuele functionele moleculen tegelijkertijd op een grafeen nano-sheet te modificeren.

Ontwikkeld door Prof. Eijiro Miyako van JAIST (Nomi, Japan), Dr. Alberto Bianco van CNRS (Straatsburg, Frankrijk), en hun internationale teams, het multifunctionele grafeen als drager van medicijnafgifte wordt met succes gesynthetiseerd met drie soorten moleculen:een nabij-infrarood (NIR) fluorescerende sonde (indocyaninegroen; ICG); een op tumor gericht molecuul (Foliumzuur:FA); en een geneesmiddel tegen kanker (doxorubicine; Dox) door een covalente chemische modificatietechniek. ICG (het groene deel in de figuur) werd gekozen als een fluorofoor om de opname te volgen en het materiaal in de cellen te volgen. FA (blauw) werd covalent gebonden door polyethyleenglycol (roze) gekoppeld aan grafeen, om zich specifiek op de kankercellen te richten; en Dox (rood) werd gebruikt als een geneesmiddel tegen kanker.

Na het testen van het therapeutische potentieel om kankercellen in een kweekschaal te elimineren, ontdekte het team dat de unieke eigenschappen van dit multifunctionele grafeenmateriaal een verbeterde antikankeractiviteit vertoonden met een uitstekend kankergericht effect. Dit kan deuren openen voor toekomstige biomedische toepassingen van dit soort materiaal. Het team is van plan om door te gaan met het onderzoeken van multifunctioneel grafeen voor de kankertherapie met behulp van muizendiermodel.