Magnetisk mekanik bakom ny terapiforskning
Denna artikel publicerades ursprungligen i Northwestern University Feinberg School of Medicine News Center.
Nanopartiklar är ett lovande behandlingsalternativ för cancer som är resistent mot vanliga terapier. I en ny studie som visar på ett innovativt och icke-invasivt tillvägagångssätt för cancerbehandling använde forskare från Northwestern Medicine framgångsrikt magnetiska nanopartiklar för att skada tumörceller i djurmodeller.
”Det som skiljer dessa nanopartiklar från andra är att de har en magnetisk dipol, en egenskap som gör det möjligt för dem att rotera längs axeln”, förklarade Matt Lesniak, MD, en neurologisk onkolog och Michael J. Marchese-professorn och professorn och ordföranden för neurologisk kirurgi vid Northwestern University Feinberg School of Medicine. ”När vi applicerar ett magnetfält utifrån snurrar dessa nanopartiklar. Vi fick nanopartiklarna att fästa vid cancercellernas ytor och inducerade sedan snurrandet för att mekaniskt förstöra cellmembranen.
”De flesta cancerbehandlingar – kemoterapi, strålning – fokuserar på DNA-skador, som cancercellerna ofta hittar ett sätt att övervinna”, fortsätter dr Lesniak. ”Att använda mekanisk kraft är ett helt annat sätt att tänka på cancerbehandling.”
I motsats till andra nanopartiklar som förlitar sig på värme, ljus eller kemikalier för att arbeta mot cancer, utformades de magnetiska partiklarna så att de inte skulle skada normala celler i processen. För att säkerställa att de kan rikta in sig på cancerceller kan partiklarna utrustas med en antikropp som känner igen en receptor som endast uttrycks på cancerceller.
Forskarna injicerade nanopartiklarna i hjärnan och applicerade ett lågfrekvent, roterande magnetfält. De snurrande nanopartiklarna skapade tillräcklig kraft för att skada cancercellmembranen och sätta igång celldöd i hjärntumörer. Metoden minskade tumörstorleken och förlängde musens överlevnad, utan negativa effekter.
”Jag tror att detta kan tillämpas på många typer av cancer, från hjärntumörer till bröstcancer”, säger dr Lesniak. ”Så länge det finns ett specifikt mål kan man dra nytta av nanopartiklarnas mekaniska egenskaper.”
För att strategin ska kunna testas på människor måste forskarna bestämma lämplig dosering av nanopartiklarna, en utmaning som kommer att kräva matematisk modellering för att förstå den logaritmiska tillväxten av cancerceller. Framtida forskning måste också förklara hur partiklarna försvinner från hjärnan.