Nanodeeltjes zijn op een nieuwe manier ontwikkeld om de detectie van tumoren in het lichaam en in biopsieweefsel te verbeteren. meldt een onderzoeksteam in Zweden. De vooruitgang zou het mogelijk kunnen maken om tumoren in een vroeg stadium te identificeren met lagere stralingsdoses.

Om het visuele contrast van levende weefsels te verbeteren, state-of-the-art beeldvorming is gebaseerd op middelen zoals fluorescerende kleurstoffen en biomoleculen. Vooruitgang in het onderzoek naar nanodeeltjes heeft de reeks veelbelovende contrastmiddelen voor meer gerichte diagnostiek uitgebreid, en nu heeft een onderzoeksteam van KTH Royal Institute of Technology de lat nog hoger gelegd. Ze combineren optische en röntgenfluorescentiecontrastmiddelen in een enkele versterker voor beide modi.

Mohammed Toprak, Hoogleraar materiaalchemie aan de KTH, zegt dat de synthese van contrastmiddelen een nieuwe dimensie introduceert op het gebied van röntgenbio-imaging. Het onderzoek werd gerapporteerd in het tijdschrift American Chemical Society, ACS Nano .

"Dit unieke ontwerp van nanodeeltjes maakt de weg vrij voor in vivo tumordiagnostiek, met behulp van röntgenfluorescentie computertomografie (XFCT), ', zegt Toprak.

Hij zegt dat de nieuwe "kern-schil nanodeeltjes" een rol kunnen spelen bij de ontwikkeling van theranostica, een samentrekking van therapie en diagnostiek, waarin bijvoorbeeld enkele met geneesmiddel beladen deeltjes kwaadaardige weefsels zowel konden detecteren als behandelen.

Het kern-schil-contrastmiddel dankt zijn naam aan zijn architectuur:het bestaat uit een kerncombinatie van nanodeeltjes met eerder vastgesteld potentieel in röntgenfluorescentiebeeldvorming, zoals ruthenium en molybdeen (IV) oxide. Deze kern is ingekapseld in een schaal bestaande uit silica en Cy5.5, een bijna-infrarood fluorescentie-emitterende kleurstof voor optische beeldvormingstechnieken zoals optische microscopie en spectroscopie.

Toprak zegt dat het inkapselen van de Cy5.5-kleurstof in de silica-omhulling de helderheid van het middel verbetert en de fotostabiliteit vergroot, waardoor de dubbele optische / röntgenbeeldvormingsbenadering mogelijk wordt. In aanvulling, silica biedt het voordeel van het temperen van de toxische effecten van de kern nanodeeltjes.

Tests met laboratoriummuizen hebben aangetoond dat de XFCT-contrastmiddelen het mogelijk maken om tumoren in een vroeg stadium van slechts enkele millimeters groot te lokaliseren.

Toprak zegt dat de technologie de mogelijkheid opent om tumoren in een vroeg stadium in levend weefsel te identificeren. Dat komt omdat de aanwezigheid van meerdere contrastmiddelen de kans vergroot dat zieke gebieden op scans verschijnen, zelfs als de verdeling van de nanodeeltjes wordt vertroebeld door hun interactie met eiwitten of andere biologische moleculen.

"Nanodeeltjes van verschillende grootte, afkomstig van hetzelfde materiaal, lijken niet in dezelfde concentraties in het bloed te worden verdeeld, " zegt Toprak. "Dat komt omdat wanneer ze in contact komen met je lichaam, ze zijn snel verpakt in verschillende biologische moleculen, wat ze een nieuwe identiteit geeft."

Een veelvoud aan contrastmiddelen voor XFCT zou het mogelijk maken om de biodistributie van nanodeeltjes te bestuderen in vivo met behulp van lage dosis röntgenstralen, hij zegt. Dat zou het mogelijk maken om de beste grootte en oppervlaktechemie van de nanodeeltjes te identificeren voor de gewenste targeting en beeldvorming van het zieke gebied.