Aufgrund der begrenzten Heizeffizienz der verfügbaren magnetischen Nanopartikel ist es schwierig, während der magnetischen Hyperthermie nach systemischer Verabreichung von Nanopartikeln in klinischer Dosierung in relativ unzugänglichen Tumoren therapeutische Temperaturen über 44 °C zu erreichen.
Um dieses Problem anzugehen, haben Wissenschaftler an Oregon State University haben eine Möglichkeit erfunden, magnetische Nanopartikel herzustellen, die heißer werden als alle bisherigen Nanopartikel und so ihre Fähigkeit zur Krebsbekämpfung verbessern. Wissenschaftler haben eine fortschrittliche thermische Zersetzungsmethode zur Herstellung von Nanopartikeln entwickelt, die in Krebsläsionen Temperaturen von bis zu 50 Grad Celsius oder 122 Grad Fahrenheit erreichen, wenn sie Wechselstrom ausgesetzt werden magnetisches Feld.
Wissenschaftler sagten: „Magnetische Nanopartikel haben seit Jahren ein krebshemmendes Potenzial. Im Inneren eines Tumors werden die Partikel – winzige Materieteilchen mit einer Größe von nur einem Milliardstel Meter – einem magnetischen Wechselfeld ausgesetzt. Die Einwirkung des Feldes, ein nicht-invasiver Prozess, führt dazu, dass sich die Nanopartikel erhitzen, wodurch sie geschwächt oder zerstört werden Krebszellen"
Olena Taratula, Abteilung für Pharmazeutische Wissenschaften, College of Pharmacy, Oregon State University, sagte: „Die magnetische Hyperthermie ist für die Behandlung vieler Krebsarten vielversprechend. Viele präklinische und klinische Studien haben sein Potenzial gezeigt, Krebszellen direkt abzutöten oder ihre Anfälligkeit für Strahlung zu erhöhen Chemotherapie"
Oleh Taratula, Abteilung für Pharmazeutische Wissenschaften, College of Pharmacy, Oregon State University, sagte: „Aber derzeit kann die magnetische Hypothermie nur bei Patienten angewendet werden, deren Tumoren mit einer Injektionsnadel zugänglich sind, und nicht bei Menschen mit schwer zugänglichen bösartigen Erkrankungen wie Metastasen.“ Eierstockkrebs"
„Mit derzeit verfügbaren magnetischen Nanopartikeln können die erforderlichen therapeutischen Temperaturen – über 44 Grad Celsius – nur durch direkte Injektion in den Tumor erreicht werden. Die Nanopartikel haben nur eine mäßige Heizeffizienz, was bedeutet, dass eine hohe Konzentration im Tumor erforderlich ist, um genügend Wärme zu erzeugen. Und zahlreiche Studien haben gezeigt, dass sich nur ein kleiner Prozentsatz systemisch injizierter Nanopartikel in Tumoren ansammelt, was es schwierig macht, diese hohe Konzentration zu erreichen.“
Um solche Probleme zu lösen, haben Wissenschaftler magnetische Nanopartikel geschaffen, die sich durch einen neuartigen chemischen Herstellungsprozess effektiver erhitzen lassen. Sie zeigten in einem Mausmodell, dass eine niedrig dosierte systemische Behandlung der mit Kobalt dotierten Nanopartikel dazu führt, dass diese sich in metastasierten Eierstockkrebstumoren ansammeln und dass sie bei Einwirkung eines magnetischen Wechselfelds eine Temperatur von 50 Grad Celsius erreichen können.
Olena Taratula sagte, „Unseres Wissens ist dies das erste Mal, dass gezeigt wurde, dass magnetische Nanopartikel, die in einer klinisch empfohlenen Dosis intravenös injiziert werden, die Temperatur von Krebsgewebe auf über 44 Grad Celsius erhöhen können. Und wir haben auch gezeigt, dass unsere neuartige Methode zur Synthese verschiedener Kern-Schale-Nanopartikel eingesetzt werden kann. Es könnte als Grundlage für die Entwicklung neuartiger Nanopartikel mit hoher Heizleistung dienen und die systemische magnetische Hyperthermie zur Behandlung von Krebs weiter vorantreiben.“
„Kern-Hülle-Nanopartikel haben eine innere Kernstruktur und eine äußere Hülle aus verschiedenen Komponenten.“
Journal Referenz:
- Ananiya A. Demessie et al. Eine fortschrittliche thermische Zersetzungsmethode zur Herstellung magnetischer Nanopartikel mit ultrahoher Heizeffizienz für systemische magnetische Hyperthermie. Kleine Methoden. DOI: 10.1002/smtd.202200916
