Οι δομές παγίδευσης αερίων βελτιώνουν τη θεραπεία του όγκου

Νέα υλικά παγίδευσης οξυγόνου που παράγονται χρησιμοποιώντας ένα σιφόνι χτυπήματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση της απόκρισης των καρκινικών κυττάρων στην ακτινοβολία και σε ορισμένες χημειοθεραπείες. Τα υλικά, τα οποία μπορούν να διαμορφωθούν ως αφροί, στερεά ή υδρογέλες, έχουν σχεδιαστεί για να μεταφέρουν υψηλές συγκεντρώσεις θεραπευτικών αερίων, όπως το οξυγόνο, που μπορούν στη συνέχεια να εγχυθούν απευθείας στον ιστό όγκου, σύμφωνα με τους ερευνητές που τα ανέπτυξαν.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Τζέιμς Μπρίν και Jianling Bi του Πανεπιστημίου της Αϊόβα κατασκεύασε τα υλικά παγίδευσης αερίου (GeMs) χρησιμοποιώντας δοχεία υπό πίεση: ένα σιφόνι χτυπήματος και έναν αντιδραστήρα Parr (αντιδραστήρας υψηλής πίεσης ανάδευσης). Το σιφόνι χτυπήματος, το οποίο είναι περισσότερο γνωστό για τη δημιουργία αφρού σε ζεστή σοκολάτα ή καπουτσίνο, παράγει υλικά που παγιδεύουν αέριο σε τυπικές πιέσεις, ενώ ο αντιδραστήρας Parr δημιούργησε στερεά που μπορούν να παγιδεύσουν αέρια σε πιέσεις έως και 600 PSI (3.45 MPa). Η μέθοδος Parr εγκλωβίζει φυσικά το πεπιεσμένο οξυγόνο σε μια φυσική πολυμερή μήτρα, μια διαδικασία που χρησιμοποιείται για την παρασκευή ορισμένων τύπων ανθρακούχων γλυκών.

Τα GeMs αποτελούνται από κόμμι ξανθάνης και αλγινικό νάτριο, τα οποία χρησιμοποιούνται συνήθως ως ανενεργά συστατικά στην παρασκευή φαρμακευτικών προϊόντων και επομένως γενικά θεωρούνται ασφαλή από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ.

Οι αφροί GeMs μπορούν να εγχυθούν σε ιστό όγκου

«Είμαστε σε θέση να εγχύουμε απευθείας τους αφρούς GeMs στον ιστό όγκου χρησιμοποιώντας μια σύριγγα», εξηγεί ο Byrne. «Τα συμπαγή GeM μπορούν να δημιουργηθούν σε κλινικά παραδοτέες μορφές, παρόμοια με εμφυτεύματα βραχυθεραπείας ή εμφυτεύματα για ακτινολογική καθοδήγηση εικόνας, και στη συνέχεια να εμφυτευθούν σε όγκους χρησιμοποιώντας βελόνα».

Ο Byrne λέει ότι αυτά τα υλικά μπορούν να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα των τυπικών θεραπειών χημειοθεραπείας και ακτινοβολίας, αυξάνοντας την ποσότητα οξυγόνου, για παράδειγμα, σε συμπαγείς όγκους. «Οι περισσότεροι όγκοι έχουν πολύ χαμηλά επίπεδα οξυγόνου, το οποίο ονομάζεται υποξία», εξηγεί. «Πριν από δεκαετίες, οι ερευνητές μπόρεσαν να δείξουν ότι αν αυξήσετε την ποσότητα οξυγόνου στα καρκινικά κύτταρα, μπορείτε να βελτιώσετε την απόκρισή τους στην ακτινοβολία και σε ορισμένες χημειοθεραπείες».

Η ομάδα έδειξε ότι τα υλικά θα μπορούσαν να προσφέρουν εξαιρετικά υψηλές ποσότητες οξυγόνου τοπικά σε δύο τύπους όγκων σε ποντίκια, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα των τυπικών θεραπειών. «Αυτό είναι πολύ σχετικό με κλινικές καταστάσεις στις οποίες ορισμένοι καρκίνοι ανταποκρίνονται ελάχιστα στην ακτινοθεραπεία και τη χημειοθεραπεία ή για έναν όγκο που θα αφαιρεθεί χειρουργικά», λέει ο Byrne.

Τα αυξημένα επίπεδα οξυγόνου φαίνεται επίσης να βελτιώνουν το ανοσογονικό περιβάλλον του όγκου σε κακοήθεις όγκους περιφερικού νευρικού περιβλήματος, διαπίστωσαν οι ερευνητές. Τέτοιοι όγκοι, που ονομάζονται επειδή τυλίγονται γύρω από τα περιφερικά νεύρα, είναι δύσκολο να αφαιρεθούν χειρουργικά, επειδή κάτι τέτοιο μπορεί να βλάψει το νεύρο, με αποτέλεσμα παράλυση, σοβαρή ασθένεια ή ακόμα και θάνατο. Η βελτίωση του περιβάλλοντος του ανοσογονικού όγκου σημαίνει ότι το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος αναγνωρίζει καλύτερα τον όγκο, εξηγεί ο Byrne, κάτι που βοηθά στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας των ανοσοθεραπειών, επιτρέποντας πιθανώς τη θεραπεία της μεταστατικής νόσου.

Μπορεί να απαιτηθούν περαιτέρω θεραπείες

«Οι κύριες εφαρμογές για αυτά τα υλικά θα είναι η θεραπεία υποξικών όγκων σε συνδυασμό με άλλες θεραπείες», λέει ο Byrne. Κόσμος Φυσικής. «Παρέχουν επίσης την ευκαιρία να δοκιμαστούν άλλα αέρια και φάρμακα για τη βελτίωση της θεραπείας του καρκίνου».

Οι μικροφυσαλίδες προσφέρουν δύο σε ένα θεραπεία καρκίνου

Ο Byrne τονίζει ότι αυτή η εργασία ήταν μια μεγάλη ομαδική προσπάθεια που κάλυπτε πολλά ιδρύματα, όπως το Πανεπιστήμιο της Αϊόβα, το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, το Brigham and Women's Hospital, το Beth Israel Deaconess Medical Center και το Harvard Medical School. «Η ολοκλήρωση αυτού του έργου δεν θα ήταν δυνατή χωρίς τις προσπάθειες πολλών ατόμων», προσθέτει.

Οι ερευνητές σχεδιάζουν τώρα να διερευνήσουν εάν τα GeMs πρέπει να χορηγούνται συνεχώς για να μειωθεί το μέγεθος ενός όγκου. «Το γεγονός ότι η ανάπτυξη του όγκου επιβραδύνεται αντί να σταματά εντελώς στις τεχνικές που δοκιμάσαμε υποδηλώνει επίσης ότι μπορεί να απαιτούνται περαιτέρω θεραπείες», εξηγούν. «Τέτοιες θεραπείες θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν τη χρήση διαφορετικών τύπων δοχείων υπό πίεση και υψηλότερων πιέσεων για τη βελτίωση της ποσότητας αερίου που παρέχεται σε έναν όγκο».

Η εργασία περιγράφεται αναλυτικά στο Προχωρημένη Επιστήμη.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/gas-trapping-structures-improve-tumour-treatment/