Die magnetische Mechanik hinter neuer Therapieforschung
Dieser Artikel wurde ursprünglich im News Center der Northwestern University Feinberg School of Medicine veröffentlicht.
Nanopartikel sind eine vielversprechende Behandlungsmöglichkeit für Krebserkrankungen, die gegen gängige Therapien resistent sind. In einer neuen Studie, die einen innovativen und nicht-invasiven Ansatz für die Krebsbehandlung zeigt, setzten Wissenschaftler der Northwestern Medicine erfolgreich magnetische Nanopartikel ein, um Tumorzellen in Tiermodellen zu schädigen.
„Was diese Nanopartikel von anderen unterscheidet, ist, dass sie einen magnetischen Dipol haben, eine Eigenschaft, die es ihnen ermöglicht, sich entlang der Achse zu drehen“, erklärte Matt Lesniak, MD, ein neurologischer Onkologe und der Michael J. Marchese Professor und Lehrstuhlinhaber für Neurologische Chirurgie an der Northwestern University Feinberg School of Medicine. „Wenn wir ein Magnetfeld von außen anlegen, drehen sich diese Nanopartikel. Wir brachten die Nanopartikel dazu, sich an die Oberfläche von Krebszellen zu heften, und veranlassten dann das Drehen, um die Zellmembranen mechanisch zu zerstören.
„Die meisten Krebstherapien – Chemotherapie, Bestrahlung – konzentrieren sich auf DNA-Schäden, die Krebszellen oft überwinden können“, so Dr. Lesniak weiter. „
Im Gegensatz zu anderen Nanopartikeln, die auf Wärme, Licht oder Chemikalien setzen, um Krebs zu bekämpfen, wurden die magnetischen Partikel so konzipiert, dass sie normale Zellen nicht beeinträchtigen. Um sicherzustellen, dass sie Krebszellen angreifen können, können die Partikel mit einem Antikörper versehen werden, der einen Rezeptor erkennt, der nur auf Krebszellen exprimiert wird.
Die Wissenschaftler injizierten die Nanopartikel in das Gehirn und legten ein niederfrequentes, rotierendes Magnetfeld an. Die sich drehenden Nanopartikel erzeugten genügend Kraft, um die Membranen der Krebszellen zu beschädigen und den Zelltod in den Hirntumoren in Gang zu setzen. Die Methode verringerte die Tumorgröße und verlängerte die Überlebensrate von Mäusen, ohne dass es zu unerwünschten Wirkungen kam.
„Ich denke, dass dies für viele Arten von Krebs, von Hirntumoren bis hin zu Brustkrebs, anwendbar ist“, so Dr. Lesniak. „
Bevor die Strategie am Menschen getestet werden kann, müssen die Wissenschaftler eine geeignete Dosierung für die Nanopartikel bestimmen, was eine mathematische Modellierung erfordert, um das logarithmische Wachstum von Krebszellen zu verstehen. Künftige Forschung muss auch erklären, wie die Partikel aus dem Gehirn entfernt werden.