Nanotechnologia

Nanocząstki w zwalczaniu raka

W niedawno opublikowanym artykule w czasopiśmie Nanomedicine profesor fizyki UTA Wei Chen z zespołem współpracowników rozwinął ideę wykorzystania nanocząstek dwutlenku tytanu stymulowanych mikrofalami do zwalczania komórek nowotworowych bez uszkodzenia zdrowych komórek wokół nich. Metoda ta nazywana jest terapią radykalną indukowaną mikrofalami, którą zespół określa jako terapię mikrodynamiczną lub MDT.

Naukowcy przebadali zastosowanie nanocząstek TiO2 aktywowanych światłem i ultradźwiękami w leczeniu nowotworów. Po raz pierwszy naukowcy wykazali, że nanocząstki mogą być skutecznie aktywowane przez mikrofale do niszczenia komórek rakowych, co potencjalnie otwiera nowe drzwi do leczenia pacjentów.

Chen powiedział, że nowa terapia koncentruje się na reaktywnych formach tlenku, które są naturalnym produktem ubocznym metabolizmu. ROS pomagają zabijać toksyny w organizmie, ale mogą również uszkadzać komórki, jeśli osiągną poziom krytyczny. TiO2 wchodzi do komórek i wytwarza ROS, które są w stanie uszkodzić błony komórkowe, mitochondria i DNA, powodując śmierć komórek.

Dlaczego to działa?

„Komórki nowotworowe charakteryzują się wyższym stanem nasycenia ROS w stanie stacjonarnym niż normalne, zdrowe komórki” – powiedział Chen. „Ta nowa terapia pozwala nam to wykorzystać, podnosząc nasycenie ROS w komórkach nowotworowych do poziomu krytycznego, który wyzwala śmierć komórki bez wypychania normalnych komórek do tego samego progu”.

Współpracownicy Chen pochodzą z Akademii Nauk Medycznych w Guangdong i Uniwersytetu w Beihang. Zespół przeprowadził eksperymenty, które wykazały, że nanocząstki mogą znacząco hamować wzrost kostniakomięsaków w warunkach promieniowania mikrofalowego.

Samo TiO2 lub promieniowanie mikrofalowe nie zabijały skutecznie komórek nowotworowych. Jednak połączenie tych dwóch okazało się skuteczne w tworzeniu efektu toksycznego dla komórek nowotworowych. Terapia ablacji mikrofalowej okazała się skuteczna w leczeniu raka kości, uzyskując lepsze wyniki niż MDT.

Używanie światła do aktywacji ROS może jednak stanowić wyzwanie dla leczenia guzów głęboko zlokalizowanych w organizmie; za to mikrofale umożliwiają tworzenie głębszej penetracji, która rozprzestrzenia się przez wszystkie rodzaje tkanek i materiałów niemetalicznych.

„To nowe odkrycie jest ekscytujące, ponieważ potencjalnie stwarza nowe możliwości leczenia pacjentów z rakiem bez powodowania wyniszczających skutków ubocznych” – powiedział Chen. „Ta ukierunkowana, zlokalizowana metoda pozwala nam zachować zdrowe komórki w nienaruszonym stanie, dzięki czemu pacjenci są lepiej przygotowani do walki z chorobą”. Wyniki badania pilotażowego wskazują, że MDT jest obiecującym podejściem do leczenia raka, mimo że metoda ta jest wciąż rozwijana i jej ograniczenia są badane.

Źródło artykułu

Redaktor: Wiktoria Kurczak

Podobne artykuły

Różne gałęzie przemysłu od dłuższego czasu poszukują sposobu wykorzystania nanotechnologii, przemysł spożywczy nie jest więc wyjątkiem. Rozwój nanotechnologii w żywości postępuje znacznie szybciej, niż w przypadku opracowywania nanoleków i nanofarmaceutyków. Efektywne dostarczanie substancji bioaktywnych, bioseparacja...
Wykorzystując unikalną naturę DNA, inżynierowie Cornella stworzyli proste maszyny zbudowane z biomateriałów o właściwościach żywych istot. Przy użyciu DASH (DNA-based Assembly i Synthesis of Hierarchical, czyli Oparte na DNA Zgromadzenie i Synteza Hierarchiczna) inżynierowie...