Meilenstein bei der Verwendung von Nanopartikeln zur Abtötung von Krebs durch Wärme erreicht
Forscher der Oregon State University haben eine verbesserte Technik entwickelt, um magnetische Nanocluster zur Abtötung schwer zugänglicher Tumore einzusetzen.
Grafische Darstellung des Prozesses, mit kobalt- und mangandotierten Nanopartikeln Tumore durch magnetische Hyperthermie abzutöten.
Tetiana Korzun
Magnetische Nanopartikel haben sich als krebshemmend für Tumore erwiesen, die mit der Spritze leicht zugänglich sind und es ermöglichen, die Partikel direkt in das Krebswachstum zu injizieren.
Nach der Injektion in den Tumor werden die Nanopartikel einem magnetischen Wechselfeld, kurz AMF (alternating magnetic field), ausgesetzt. In diesem Feld erreichen die Nanopartikel Temperaturen von über 100 Grad Celsius, wodurch die Krebszellen sterben.
Aber für einige Krebsarten wie Prostatakrebs oder den in der Oregon State Studie verwendeten Eierstockkrebs ist die direkte Injektion schwierig. In solchen Fällen wäre eine "systemische" Verabreichungsmethode - intravenöse Injektion oder Injektion in die Bauchhöhle - einfacher und effektiver.
Die Herausforderung für die Forscher bestand darin, die richtige Art von Nanopartikeln zu finden, die sich bei systemischer Verabreichung in klinisch geeigneten Dosen gut genug im Tumor ansammeln, damit das AMF Krebszellen zu Tode erhitzen kann.
Olena Taratula und Oleh Taratula vom OSU College of Pharmacy haben das Problem angegangen, indem sie Nanocluster mit verbesserter Wärmeeffizienz entwickelten. Die Nanocluster sind hexagonale Eisenoxid-Nanopartikel, die mit Kobalt und Mangan dotiert und in biologisch abbaubare Nanocarrier geladen sind.
Die Ergebnisse wurden in ACS Nano veröffentlicht.
"Es gab viele Versuche, Nanopartikel zu entwickeln, die systemisch in sicheren Dosen verabreicht werden konnten und trotzdem heiß genug im Tumor sind", sagt Olena Taratula, Associate Professor of Pharmaceutical Sciences. "Unsere neue Nanoplattform ist ein Meilenstein in der Behandlung schwer zugänglicher Tumore mit magnetischer Hyperthermie. Dies ist ein Proof of Concept, und die Nanocluster könnten für eine noch höhere Heizleistung optimiert werden."
Die Fähigkeit der Nanocluster, nach einer einzigen, niedrig dosierten IV-Injektion therapeutisch relevante Temperaturen in Tumoren zu erreichen, öffnet die Tür, um das volle Potenzial der magnetischen Hyperthermie bei der Behandlung von Krebs allein oder mit anderen Therapien zu nutzen, fügte sie hinzu.
"Es hat sich bereits gezeigt, dass magnetische Hyperthermie bei moderaten Temperaturen die Anfälligkeit von Krebszellen für Chemotherapie, Bestrahlung und Immuntherapie erhöht", sagte Taratula.
Das Mausmodell in dieser Forschung bestand darin, dass Tiere IV-Nanocluster-Injektionen erhielten, nachdem Eierstocktumore unter ihre Haut transplantiert worden waren.
"Um diese Technologie voranzubringen, müssen zukünftige Studien orthotope Tiermodelle verwenden - Modelle, bei denen tief sitzende Tumore an der Stelle untersucht werden, an der sie tatsächlich im Körper auftreten würden", sagte sie. "Um die Erwärmung von gesundem Gewebe zu minimieren, müssen bestehende AMF-Systeme optimiert oder neue entwickelt werden."
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