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"Selbstregulierende Nanopartikel" können gerade heiß genug gemacht werden, um Krebs zu töten

Forscher haben einen neuen Typ von Nanopartikeln entwickelt, der es erlaubt, sich auf eine Temperatur zu erwärmen, die Krebszellen abtötet, jedoch nicht so hoch, dass sie gesundem Gewebe schadet.


Selbstregulierende Nanopartikel könnten die Therapie von Krebserkrankungen revolutionieren.

In einem Bericht über den kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Durchbruch NanoskalaForscher der University of Surrey im Vereinigten Königreich und der Dalian University of Technology in China beschreiben, wie sie die "selbstregulierenden" Nanopartikel entwickelt und getestet haben.

Die Nanotechnologie ermöglicht es Wissenschaftlern, Materialien auf der Ebene von Atomen und Molekülen in einem Maßstab zu messen, der in Nanometern oder Milliardstel Metern gemessen wird. Es ist der Maßstab, bei dem die grundlegendsten Einheiten der Biologie und des Lebens funktionieren. Zum Beispiel ist ein DNA-Strang 2 Nanometer dick.

Hyperthermie oder Thermotherapie ist eine Art Behandlung, bei der Tumore mit Wärme geschrumpft oder zerstört werden, ohne das gesunde Gewebe zu schädigen. Seine Verwendung ist nicht weit verbreitet und wird meistens in Verbindung mit anderen Behandlungen, wie Strahlentherapie und Chemotherapie, verabreicht.

Als es vor etwa 30 Jahren zum ersten Mal als Krebsbehandlung vorgeschlagen wurde, wurde die Hyperthermie mit großer Begeisterung aufgenommen.

Das Interesse an Hyperthermie ließ jedoch nach, als sich praktische Probleme abzeichneten, einschließlich der Schwierigkeit, die Temperatur des Zielgewebes genau zu kontrollieren.

Optimaler Temperaturbereich

Die Forscher hinter der neuen Studie erklären, dass der optimale Temperaturbereich für Hyperthermie, um als Krebsbehandlung wirksam zu sein, zwischen 42 ° C und 45 ° C (108 ° F und 113 ° F) liegt. Wenn Sie die Temperatur in diesem Bereich halten, können Sie Krebszellen schwächen oder töten, ohne gesundes Gewebe zu schädigen.

"Wenn wir die Krebsbehandlung auf einem Temperaturniveau halten können, das hoch genug ist, um den Krebs abzutöten, und gleichzeitig so niedrig ist, dass das gesunde Gewebe nicht geschädigt wird", erklärt der leitende Autor Prof. Ravi Silva, Leiter des Advanced Technology Institute der University of Surrey, " Es wird einige der schwerwiegenden Nebenwirkungen einer lebensnotwendigen Behandlung verhindern. "

Magnetische Nanopartikel sind winzige Partikel, die auf ein Magnetfeld reagieren - zum Beispiel, indem sie heiß werden. Forscher haben ihr Potenzial zur Verwendung bei Krebshyperthermie erkannt; Sie könnten an bestimmte Ziele im Körper gesendet und dann durch Anlegen eines Magnetfelds außerhalb des Körpers erhitzt werden.

Das Problem, die Temperatur so zu steuern, dass die Nanopartikel nicht auch gesundes Gewebe zerstören, blieb jedoch bestehen. Gibt es Möglichkeiten, die magnetischen Eigenschaften von Nanopartikeln zu manipulieren, um dies zu erreichen?

"Game-Changer" für Hyperthermie

In ihrem Arbeitspapier erklärt das Team, wie die Zugabe von Chrom (Cr) zu den chemisch stabilen Cobalt-Zink-Ferritnanopartikeln (Co-Zn) einen Zn-Co-Cr-Ferritnanopartikel erzeugt, der die richtigen Eigenschaften besitzt.

Wenn es eine Temperatur von 45 ° C (113 ° F) erreicht, verliert das neue Nanopartikel seine Magnetisierung, so dass es sich selbst dann noch erwärmt, wenn das Magnetfeld noch vorhanden ist. Diese Eigenschaft wird als "Curie-Temperatur" des Materials bezeichnet.

Wie der Hauptautor der Studie, Prof. Wei Zhang von der Technischen Universität Dalian, erklärt: "Durch die Herstellung von magnetischen Materialien, bei denen die Curie-Temperatur im Bereich der Hyperthermietemperaturen liegt, kann die Selbstregulierung von Therapeutika erreicht werden." Dies würde die Notwendigkeit für "unbeholfene Temperaturüberwachungs- und -steuerungssysteme" beseitigen.

Labortests deuten auch darauf hin, dass die selbstregulierenden Nanopartikel eine "geringe Toxizität" für gesunde Zellen aufweisen, so die Autoren.

"Dies könnte möglicherweise einen entscheidenden Einfluss auf die Art und Weise haben, wie wir krebskranke Menschen behandeln."

Prof. Ravi Silva

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