Wissenschaftler verfolgen Chemo mit fluoreszierenden Nanopartikeln

Wissenschaftler haben eine Methode entwickelt, um den Fortschritt der Chemotherapie auf zellulärer Ebene zu verfolgen, während sie sich ihrem Ziel nähert. Die Technik markiert ein fluoreszierendes Molekül auf dem Krebsmedikament und folgt ihm in Echtzeit.
Die Idee des Tracking-Systems besteht darin, Ärzten und Patienten zu zeigen, wie gut und wie schnell ein Chemotherapeutikum wirkt.

Im Natur NanotechnologieForscher der Ohio State University (OSU) in Columbus beschreiben, wie sie die neue Technik an Krebszellen im Labor mit einem herkömmlichen Krebswirkstoff entwickelt und getestet haben. Pläne für Tierversuche sind bereits im Gange.

Die Möglichkeit, chemotherapeutische Medikamente auf Zellebene in Echtzeit - so wie es passiert - bei Patienten nachzuverfolgen, könnte die Krebsbehandlung revolutionieren, indem Ärzten geholfen wird herauszufinden, warum zwei Menschen unterschiedliche Reaktionen auf dieselbe Behandlung haben.

Senior Autor Mingjun Zhang, Professor für Biomedizintechnik, dessen Labor an OSU an bioinspirierten Nanopartikeln arbeitet, sagt:

"Das ist sehr wichtig für die personalisierte Medizin. Wir wollen wirklich sehen, was passiert, wenn wir Chemo-Medikamente geben, und diese Arbeit ebnet den Weg für das aufregende Unterfangen."

Frühere Versuche, ein solches Verfolgungssystem zu entwickeln, sind gescheitert, weil sie Farbstoffe verwendeten, die schnell verblassen und weil sie toxische Elemente verwendeten, sagt das Team.

Fluoreszierendes Peptid ist von Natur aus biokompatibel

Der heilige Gral solcher Forschung ist es, Materialien zu finden, die sich im Körper natürlich verhalten, leicht neben menschlichen Zellen existieren und ohne Schaden gehen. Das Team glaubt, dass sie dieses Ziel fast erreicht haben, da das Material, an dem sie arbeiten, ein Peptid ist.

Das Team hat das winzige fluoreszierende Peptid in Zhangs Labor erstellt. Das Nanopartikel besteht aus natürlichen Aminosäuren und ist von Natur aus biokompatibel, sagt Prof. Zhang, der hinzufügt, dass "unsere biologischen Maschinen leicht dafür sorgen können".

Die Idee ist, dass Ärzte eines Tages in der Lage sein werden, mit Hilfe eines optischen Detektionssystems das Fluoreszenzsignal zu beobachten, das von dem an das Chemotherapeutikum gebundenen Peptid ausgeht.

Ein weiteres Merkmal des Designs des Peptids ist, dass die Forscher es innerhalb des Chemotherapeutikums eingeklemmt haben, so dass es nicht aufleuchtet, bis sich die beiden Elemente beim Eintritt in die Zellen trennen.

Fluoreszenzen für lange Zeiträume

Die Forscher waren erfreut zu sehen, dass das blaue Peptid, das unter UV-Licht fluoresziert, lange Zeit beleuchtet bleibt. Dies war in Versuchen mit organischen Farbstoffen nicht möglich.

Ein Beispiel dafür, wie ein solches System Ärzten und Patienten helfen kann, ist, zu sehen, wie gut und wie schnell ein Krebsmedikament wirkt.

Bei manchen Menschen kann eine Chemotherapie in wenigen Minuten wirksam werden, in anderen kann es Stunden dauern, und es gibt auch Fälle, in denen es niemals wirksam wird, sagt Prof. Zhang.

Das Team testete die Technik von Doxorubicin, einem weit verbreiteten Chemotherapeutikum, aber sie sagen, die Methode mit fluoreszierenden Peptiden könnte auch auf andere Medikamente angewendet werden, wie Prof. Zhang erklärt:

"Sie können es beschriften, und Sie können es an eine Droge befestigen und sehen, wohin die Droge geht und wann es freigegeben wird."

Inzwischen, Medizinische Nachrichten heute vor kurzem gelernt, wie eine fluoreszierende Sonde Chirurgen helfen könnte, alle von einem Tumor das erste Mal zu entfernen. Ziel ist es, Fälle zu erhöhen, in denen 100% des Tumors entfernt werden und somit weitere Operationen und die Chance, dass der Krebs zurückkehrt, zu reduzieren, sagen Forscher, die die neue Sonde im Duke University Medical Center getestet haben.

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