Strukture za lovljenje plinov izboljšajo zdravljenje tumorja

Nove materiale za lovljenje kisika, proizvedene s sifonom za stepanje, je mogoče uporabiti za izboljšanje odziva rakavih celic na sevanje in nekatere kemoterapije. Materiali, ki jih je mogoče formulirati kot pene, trdne snovi ali hidrogeli, so zasnovani tako, da prenašajo visoke koncentracije terapevtskih plinov, kot je kisik, ki se lahko nato vbrizgajo neposredno v tumorsko tkivo, pravijo raziskovalci, ki so jih razvili.

Raziskovalci pod vodstvom james byrne in Jianling Bi z Univerze v Iowi je izdelal materiale za zajemanje plinov (GeM) z uporabo posod pod tlakom: sifona za stepanje in Parrovega reaktorja (mešalni visokotlačni reaktor). Sifon za stepanje, ki je bolj znan po ustvarjanju pene na vroči čokoladi ali kapučinu, ustvarja materiale, ki ujamejo pline pri standardnih tlakih, medtem ko je Parrov reaktor ustvaril trdne snovi, ki lahko ujamejo pline pri tlakih do 600 PSI (3.45 MPa). Parrova metoda fizično ujame kisik pod pritiskom v naravno polimerno matriko, postopek, ki se uporablja za izdelavo nekaterih vrst gaziranih sladkarij.

GeM so sestavljeni iz ksantanskega gumija in natrijevega alginata, ki se običajno uporabljata kot neaktivni sestavini v proizvodnji farmacevtskih izdelkov in ju Uprava ZDA za hrano in zdravila zato na splošno obravnava kot varna.

GeMs pene se lahko vbrizgajo v tumorsko tkivo

"S pomočjo brizge lahko neposredno vbrizgamo penaste GeM v tumorsko tkivo," pojasnjuje Byrne. "Trdne GeM je mogoče ustvariti v klinično dobavljivih oblikah, podobnih vsadkom za brahiterapijo ali fiducialom za radiografsko vodenje slike, nato pa jih vsaditi v tumorje z uporabo igle."

Byrne pravi, da lahko ti materiali izboljšajo učinkovitost standardne kemoterapije in zdravljenja z obsevanjem s povečanjem količine kisika, na primer v solidnih tumorjih. "Večina tumorjev ima zelo nizko raven kisika, kar imenujemo hipoksija," pojasnjuje. "Pred desetletji so raziskovalci lahko dokazali, da če povečate količino kisika v rakavih celicah, lahko izboljšate njihov odziv na obsevanje in nekatere kemoterapije."

Ekipa je dokazala, da lahko materiali dovajajo izjemno velike količine kisika lokalno v dve vrsti tumorjev pri miših, kar izboljša učinkovitost standardnih zdravljenj. "To je zelo pomembno za klinične situacije, v katerih se nekateri raki slabo odzivajo na radioterapijo in kemoterapijo, ali za tumor, ki bo odstranjen kirurško," pravi Byrne.

Zdi se, da povišane ravni kisika izboljšajo tudi imunogeno tumorsko okolje pri malignih tumorjih perifernih živčnih ovojnic, so ugotovili raziskovalci. Takšne tumorje, tako imenovane, ker ovijajo periferne živce, je težko kirurško odstraniti, saj lahko s tem poškodujemo živec, kar povzroči paralizo, hudo bolezen ali celo smrt. Izboljšanje imunogenega tumorskega okolja pomeni, da telesni imunski sistem bolje prepozna tumor, pojasnjuje Byrne, kar pomaga izboljšati učinkovitost imunoterapije, kar lahko omogoči zdravljenje metastatske bolezni.

Morda bo potrebno nadaljnje zdravljenje

"Glavne uporabe teh materialov bodo zdravljenje hipoksičnih tumorjev v kombinaciji z drugimi terapijami," pravi Byrne. Svet fizike. "Zagotavljajo tudi priložnost za preizkušanje drugih plinov in zdravil za izboljšanje zdravljenja raka."

Mikromehurčki ponujajo zdravljenje raka dva v enem

Byrne poudarja, da je bilo to delo veliko skupinsko delo, ki je zajemalo več institucij, vključno z Univerzo v Iowi, Massachusetts Institute of Technology, Brigham and Women's Hospital, Beth Israel Deaconess Medical Center in Harvard Medical School. »Dokončanje tega projekta ne bi bilo mogoče brez prizadevanj številnih posameznikov,« dodaja.

Raziskovalci zdaj nameravajo raziskati, ali je treba GeM nenehno dajati, da se zmanjša velikost tumorja. "Dejstvo, da je rast tumorja pri tehnikah, ki smo jih testirali, upočasnjena in ne popolnoma ustavljena, prav tako nakazuje, da bo morda potrebno nadaljnje zdravljenje," pojasnjujejo. "Takšna zdravljenja bi lahko vključevala uporabo različnih vrst posod pod tlakom in višjih pritiskov za izboljšanje količine plina, dostavljenega v tumor."

Delo je podrobno opisano v Napredna znanost.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/gas-trapping-structures-improve-tumour-treatment/