Λόγω της περιορισμένης απόδοσης θέρμανσης των διαθέσιμων μαγνητικών νανοσωματιδίων, είναι δύσκολο να επιτευχθούν θεραπευτικές θερμοκρασίες πάνω από 44 °C σε σχετικά απρόσιτους όγκους κατά τη διάρκεια μαγνητικής υπερθερμίας μετά από συστηματική χορήγηση νανοσωματιδίων σε κλινική δόση.
Για να αντιμετωπίσουν αυτό, οι επιστήμονες στο Oregon State University έχουν εφεύρει έναν τρόπο να φτιάχνουν μαγνητικά νανοσωματίδια που γίνονται θερμότερα από οποιοδήποτε προηγούμενο νανοσωματίδιο, βελτιώνοντας την ικανότητά τους να καταπολεμούν τον καρκίνο. Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια προηγμένη μέθοδο θερμικής αποσύνθεσης για την παραγωγή νανοσωματιδίων που φτάνουν σε θερμοκρασίες σε καρκινικές βλάβες έως και 50 βαθμούς Κελσίου ή 122 βαθμούς Φαρενάιτ όταν εκτίθενται σε εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο.
Οι επιστήμονες είπαν, «Τα μαγνητικά νανοσωματίδια έχουν δείξει αντικαρκινική δυνατότητα εδώ και χρόνια. Μόλις μπουν μέσα σε έναν όγκο, τα σωματίδια - μικροσκοπικά κομμάτια ύλης τόσο μικρά όσο το ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου - εκτίθενται σε ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο. Η έκθεση στο πεδίο, μια μη επεμβατική διαδικασία, προκαλεί τη θέρμανση των νανοσωματιδίων, την αποδυνάμωση ή την καταστροφή του καρκινικά κύτταρα. "
Η Olena Taratula, Τμήμα Φαρμακευτικών Επιστημών, College of Pharmacy, Oregon State University, είπε, «Η μαγνητική υπερθερμία υπόσχεται πολλά για τη θεραπεία πολλών τύπων καρκίνου. Πολλές προκλινικές και κλινικές μελέτες έχουν δείξει τις δυνατότητές του να σκοτώνει άμεσα καρκινικά κύτταρα ή να ενισχύει την ευαισθησία τους στην ακτινοβολία και χημειοθεραπεία. "
Ο Oleh Taratula, Τμήμα Φαρμακευτικών Επιστημών, College of Pharmacy, Oregon State University, είπε, «Αλλά προς το παρόν, η μαγνητική υποθερμία μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για ασθενείς των οποίων οι όγκοι είναι προσβάσιμοι με υποδερμική βελόνα και όχι για άτομα με δυσπρόσιτες κακοήθειες όπως μεταστατικές καρκίνου των ωοθηκών. "
«Με τα σημερινά διαθέσιμα μαγνητικά νανοσωματίδια, οι απαιτούμενες θεραπευτικές θερμοκρασίες –πάνω από 44 βαθμούς Κελσίου– μπορούν να επιτευχθούν μόνο με άμεση έγχυση στον όγκο. Τα νανοσωματίδια έχουν μόνο μέτρια απόδοση θέρμανσης, πράγμα που σημαίνει ότι χρειάζεστε υψηλή συγκέντρωση τους στον όγκο για να δημιουργήσετε αρκετή θερμότητα. Και πολυάριθμες μελέτες έχουν δείξει ότι μόνο ένα μικρό ποσοστό συστηματικά εγχυόμενων νανοσωματιδίων συσσωρεύεται σε όγκους, καθιστώντας δύσκολη την επίτευξη αυτής της υψηλής συγκέντρωσης».
Για την επίλυση τέτοιων ζητημάτων, οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει μαγνητικά νανοσωματίδια που ήταν πιο αποτελεσματικά στη θέρμανση μέσω μιας νέας διαδικασίας χημικής παραγωγής. Έδειξαν σε ένα μοντέλο ποντικιού ότι η συστηματική θεραπεία χαμηλής δόσης των νανοσωματιδίων με πρόσμειξη κοβαλτίου προκαλεί τη συσσώρευση τους σε μεταστατικούς όγκους καρκίνου των ωοθηκών και ότι μπορεί να φτάσουν σε θερμοκρασία 50 βαθμών Κελσίου όταν εκτεθούν σε εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο.
Όλενα Ταράτουλα είπε, «Από τις γνώσεις μας, αυτή είναι η πρώτη φορά που αποδεικνύεται ότι τα μαγνητικά νανοσωματίδια που εγχέονται ενδοφλεβίως σε μια κλινικά συνιστώμενη δόση μπορούν να αυξήσουν τη θερμοκρασία του καρκινικού ιστού πάνω από 44 βαθμούς Κελσίου. Και δείξαμε επίσης ότι η νέα μας μέθοδος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη σύνθεση διαφόρων νανοσωματιδίων πυρήνα-κελύφους. Θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως βάση για την ανάπτυξη νέων νανοσωματιδίων με υψηλή απόδοση θέρμανσης, προωθώντας περαιτέρω τη συστημική μαγνητική υπερθερμία για τη θεραπεία του καρκίνου».
"Τα νανοσωματίδια πυρήνα-κελύφους έχουν μια δομή εσωτερικού πυρήνα και ένα εξωτερικό κέλυφος κατασκευασμένο από διαφορετικά συστατικά."
Αναφορά στο περιοδικό:
- Οι Ananiya A. Demessie et al. Μια προηγμένη μέθοδος θερμικής αποσύνθεσης για την παραγωγή μαγνητικών νανοσωματιδίων με εξαιρετικά υψηλή απόδοση θέρμανσης για συστημική μαγνητική υπερθερμία. Μικρές μέθοδοιΕ DOI: 10.1002/smtd.202200916
