Nanomedicine: "självdiagnoserande" terapi | npg asia material

Nanomedicine: "självdiagnoserande" terapi | npg asia material

Anonim

ämnen

  • nanomedicin
  • Nanoteknik vid cancer

Syrakänsliga nanocarrier diagnostiserar samtidigt tumörer och släpper kemoterapimediciner för att rikta cancerceller

Tidig diagnos och exakt läkemedelsleverans är avgörande för effektiv cancerterapi. Jin Suck Suh från Yonsei University och kollegor från ett antal institut i Korea har nu utvecklat en ny typ av partikel som kan uppnå båda: diagnostisera cancerceller och leverera riktade terapeutiska medel. 1

Partiklarna kallas 'theragnostic' nanocarrier och består av poly (etylenglykol) ytaktiva molekyler som självorganiserar sig i små kapslar för att omsluta anticancerdrugs som doxorubin (se bild).

Snabbt växande cancer ökar glukosmetabolismen i celler genom två vägar, kallad aerob glykolys och mjölksyrasekretion, som ger en sur mikro-miljö. Suhs team modifierade det ytaktiva medlet med en pH-responsiv funktionell grupp, vilket tillät de resulterande nanocarrierna att frisätta över 80% doxorubin till celler med lågt pH men endast 30% av läkemedlet under normala fysiologiska förhållanden. Suh förklarar att ytaktivt medel vid neutralt pH binder det inkapslade doxorubinet genom intermolekylära krafter och håller läkemedlet inuti kapslarna. När man når mikrocellmiljön med lågt pH hos cancerceller, försvagas emellertid dessa intermolekylära interaktioner och doxorubinet frisätts.

Fig. 1: En transmissionselektronmikroskopibild av pH-känsliga theragnostiska nanocarrier belastade med doxorubin

Forskarna dekorerade dessutom nanocarrierna med manganferrit - ett kontrastmedel som används för magnetisk resonansavbildning - och en antikropp som kallas 'anti-HER2 / neu', som används för att behandla bröstcancer. Kombinationen av kontrastmedel och antikroppar orsakade att nanocarrierna producerade starka MR-signaler endast i närvaro av HER2 / neu-receptorn i bröstcancerceller. Fluorescensavbildning och MRI avslöjade också att nanokarriärerna lätt trängde in i cellcytoplasma genom att binda till receptorn. En gång i cellen släpptes doxorubinet och ackumulerades nära kärnan.

In vivo MRI-experiment visade att nanokarriärer som injicerats i möss med cancer samlades i tumörer inom 24 timmar och sedan långsamt avtog under 48 timmar. Efter att ha administrerat de doxorubin-laddade nanocarrierna var tredje dag i nio dagar, observerade forskarna undertryckt tumörtillväxt, vilket visade styrkan i strategin. Samtidigt förändrades inte de injicerade mössens vikter - beviset för att skadliga biverkningar var minimala.

Teamet undersöker vidare regleringen av cancermetabolism för att generera andra smarta nanosystem som integrerar olika terapeutiska medel mot cancer och avbildningsverktyg. "Vi planerar att utveckla multimodala avbildningsverktyg för att uppnå exakt cancerdiagnos och terapi, " säger Suh.

Författare

Denna forskningshöjdpunkt har godkänts av författaren till den ursprungliga artikeln och alla empiriska data som finns i har tillhandahållits av nämnda författare.