Présentation de la nanoparticule multi-tâches

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Kit Lam et ses collègues de l'UC Davis et d'autres institutions ont créé des nanoparticules dynamiques (IP) qui pourraient fournir un arsenal d'applications pour diagnostiquer et traiter le cancer. Construit sur un polymère facile à faire, ces particules peuvent être utilisés comme agents de contraste pour éclairer les tumeurs pour l'IRM et la TEP ou de livrer la chimiothérapie et d'autres thérapies pour détruire les tumeurs. En outre, les particules sont biocompatibles et ne ont montré aucune toxicité. L'étude a été publiée en ligne aujourd'hui dans Nature Communications.

«Ce sont étonnamment particules utiles", a noté co-premier auteur Yuanpei Li, un membre du corps professoral de la recherche dans le laboratoire de Lam. "Comme un agent de contraste, ils font des tumeurs plus facile de voir à l'IRM et d'autres scans Nous pouvons également les utiliser comme véhicules pour offrir la chimiothérapie directement aux tumeurs;. Appliquer de la lumière pour faire les nanoparticules libèrent de l'oxygène singulet (thérapie photodynamique) ou utiliser un laser pour chauffer (thérapie photothermique) - tous les moyens éprouvés pour détruire les tumeurs ".

Jessica Tucker, directeur du programme des médicaments et Gene Livraison et périphériques de l'Institut national d'imagerie biomédicale et de bio-ingénierie, qui fait partie des Instituts nationaux de la santé, a déclaré l'approche décrite dans l'étude a la capacité de combiner les deux applications d'imagerie et thérapeutiques une plate-forme unique, ce qui a été difficile à atteindre, en particulier dans un organique, et donc biocompatible véhicule.

"Ce est particulièrement utile dans le traitement du cancer, où le traitement ciblé aux cellules tumorales, et la réduction des effets létaux dans les cellules normales, est si critique," at-elle ajouté.

Bien que pas les premiers nanoparticules, ceux-ci peuvent être le plus polyvalent. D'autres particules sont bons à certaines tâches, mais pas d'autres. Les particules non-organiques, tels que les points quantiques ou des matériaux à base d'or, travailler ainsi que des outils de diagnostic, mais ont des problèmes de sécurité. Sondes organiques sont biocompatibles et peuvent délivrer des médicaments, mais les applications d'imagerie ou à la photothérapie manquent.

Construit sur un polymère d'acide porphyrine / cholique, les nanoparticules sont simples à réaliser et bien performer dans le corps. Les porphyrines sont des composés organiques courants. Acide cholique est produit par le foie. Les nanoparticules de base sont 21 nanomètres de large (un nanomètre est un milliardième de mètre).

Pour stabiliser davantage les particules, les chercheurs ont ajouté de la cysteine ​​amino-acide (création CNPs), ce qui les empêche de se libérer prématurément leur charge utile thérapeutique lorsqu'il est exposé à des protéines du sang et d'autres obstacles. À 32 nanomètres, CNPs sont idéalement dimensionnée pour pénétrer tumeurs, accumulant entre les cellules cancéreuses tout en épargnant les tissus sains.

Dans l'étude, l'équipe a testé les nanoparticules, à la fois in vitro et in vivo, pour un large éventail de tâches. Sur le plan thérapeutique, CNPs efficacement transporté médicaments anticancéreux, tels que la doxorubicine. Même lorsqu'il est conservé dans le sang pendant plusieurs heures, CNPs libéré que de petites quantités du médicament; Toutefois, lorsqu'il est exposé à la lumière ou des agents tels que le glutathion, ils facilement libérés de leurs charges utiles. La capacité de contrôler précisément la chimiothérapie de presse à l'intérieur de tumeurs pourraient grandement réduire la toxicité. CNPs doxorubicine portant fourni un excellent contrôle de cancer chez les animaux, avec des effets secondaires minimes.

CNPs peut également être configuré pour répondre à la lumière, la production d'oxygène singulet, des molécules réactives qui détruisent les cellules tumorales. Ils peuvent également générer de la chaleur lorsqu'il est frappé par la lumière laser. De manière significative, CNPs peut effectuer chacune des tâches lorsqu'il est exposé à une seule longueur d'onde de la lumière.

CNPs offrent un certain nombre d'avantages pour améliorer l'imagerie. Ils agents d'imagerie facilement chélate et peuvent rester dans le corps pendant de longues périodes. Dans les études animales, CNPs rassemblés dans les tumeurs, les rendant plus faciles à lire sur une IRM. Parce CNPs accumule dans les tumeurs, et pas tellement dans les tissus normaux, ils considérablement améliorées contraste pour l'IRM de la tumeur et peuvent également être prometteurs pour TEP-IRM.

Cette polyvalence offre de multiples options pour les cliniciens, comme ils se mélangent et les applications de match.

"Ces particules peuvent combiner l'imagerie et de la thérapeutique", a déclaré Li. «Nous pourrions éventuellement les utiliser pour offrir simultanément un traitement et de surveiller l'efficacité du traitement."

"Ces particules peuvent également être utilisés comme sondes optiques pour la chirurgie guidée par l'image", a déclaré Lam. "En outre, ils peuvent être utilisés comme agents photosensibilisants très puissants pour photothérapie peropératoire."

Alors que les premiers résultats sont prometteurs, il ya encore un long chemin à parcourir avant CNPs peut entrer dans la clinique. Le laboratoire de Lam et ses collaborateurs vont poursuivre des études précliniques et, si tout va bien, passez à des essais humains. En attendant, l'équipe se réjouit de ces capacités.

"Ce est la première nanoparticule d'effectuer autant d'emplois différents", a déclaré Li. "De la prestation chimio, photodynamique et photothermiques thérapies pour améliorer l'imagerie diagnostique, ce est le package complet."