Zwei Universität von Delaware-Forscher haben einen neuen Ansatz entwickelt, um gegen den Krebs, mit zwei Licht-aktiviert Behandlungen, die angezeigt werden effektiver zusammen, als wenn Sie unabhängig voneinander angewendet. Mehr Forschung ist notwendig, aber die Ergebnisse zeigen vielversprechende neue Ansätze gegen eine besonders anspruchsvolle Art von Krebs—triple-negativem Brustkrebs—was war der Schwerpunkt Ihrer bisherigen Studiums.
Triple-negative Brustkrebs ist eine besonders aggressive form von Brustkrebs, die etwa 10 bis 20 Prozent der Patienten. Es heißt triple negativ, weil die Krebszellen nicht über drei Biomoleküle, die meist in anderen Brustkrebs-Zellen – Rezeptoren für die Hormone östrogen und Progesteron und anderen rezeptor HER2. Dies bedeutet, es gibt keine gezielten Behandlungen für triple-negativen Brustkrebs, so ist es in der Regel verwaltet mit Chirurgie, Bestrahlung und/oder Chemotherapie. Jede dieser Optionen hat negative Nebenwirkungen, die mit weniger als ideale Ergebnis für den Patienten.
Jetzt UD Forscher Emily Tag, assistant professor für biomedizinische Technik, Joel Rosenthal, außerordentlicher professor von Chemie und Biochemie und Ihre Labors haben gezeigt, dass eine Kombination von zwei minimal-invasive Therapien geben könnte ärzten eine weitere mächtige Waffe gegen diesen Krebs so gut wie andere.
Beide Behandlungen werden aktiviert, indem Sie nah-Infrarot-Wellenlängen des laser-Lichts, aber jeder erfüllt seine Aufgabe anders. Eine genannte Photodynamische Therapie (PDT)—setzt Licht-empfindliche Wirkstoffe genannt photosensibilisatoren zu produzieren, die eine tödliche form von Sauerstoff (Singulett-Sauerstoff) zum durchführen einer Verbrennung-wie die Zerstörung der Krebszellen. Die andere Therapie—genannt photothermische Therapie (PTT)—nutzt das Licht-sensitive gold-nanoshells, die Wärme, wenn Sie mit Licht bestrahlt werden und können im wesentlichen ‚Kochen‘ Krebszellen in den Tod.
Weil der Krebs-Tötung-Effekte dieser Behandlungen werden nur erreicht, wenn die photosensibilisatoren oder nanoshells kombiniert mit Licht am tumor, beide phototreatments können direkt und selektiv angewendet werden, um tumor-Standorte und Krebsgewebe. Als Ergebnis, werden Sie erwartet, um zu zeigen weniger Nebenwirkungen als konventionelle Strahlen-oder Chemotherapie-Behandlung Optionen.
„Photodynamische und photothermische Therapie sind nicht neu und es gibt Sonden-und nano-basierte Materialien, die entwickelt wurden, und verwendet für solche Anwendungen, aber es gibt Einschränkungen und Nachteile in Zusammenhang mit diesen bestehenden Systemen,“ Rosenthal sagte.
Einige sind nicht wirksam in tiefere Gewebe, weil das notwendige Licht nicht erreichen kann, während andere kann zu Schäden der weißen Blutkörperchen oder verursachen Probleme in anderen nahe gelegenen gesunden Gewebe.
Wenn Sie zusammen verwendet werden, wenn das UD-team gefunden, dass diese Behandlungen zeigen leistungsfähige Synergie, das heißt, Sie bieten mehr als eine additive therapeutische Wirkung im Vergleich zu den einzelnen Behandlungen. Zusammen, Sie benötigt niedrigere Dosierungen und produziert mehr natürlichen Zelltod (Apoptose) als die Art von Zelltod, verursacht durch Verletzung oder Krankheit (Nekrose). Die letztere, die oft Auslöser der schädlichen Entzündung und führen zu Wiederauftreten der Krankheit ist ein Zelltod-Mechanismus, Tag und Rosenthal waren aktiv versuchen zu vermeiden.
Dieser doppelte Ansatz wurde nicht in klinischen Studien noch und mehr Forschung ist notwendig, bevor dieser Schritt unternommen werden können. Der agent verwendet die photothermische Therapie ist bereits im Einsatz in klinischen Studien, Tag sagte. Aber die PDT-agent—ein wasserlösliches biladiene komplexe synthetisiert, in Rosenthal ‚ s lab—neues.
Die Verbindung zwischen diesen zwei UD-labs begann vor etwa zwei Jahren, als der Tag gehört eine Präsentation von einem Rosenthal Doktoranden, Andrea Potocny, während die Biomedical Engineering Graduate Student Seminar-Reihe. Potocny war diskutieren, die Bemühungen um die Entwicklung wasserlösliche Moleküle zur Verwendung in der photodynamischen Therapie.
Die Photodynamische Therapie (PDT) arbeitet durch drehen des regelmäßig stabile Sauerstoff-Moleküle (Triplett) innerhalb einer Zelle in eine energetische form (Singulett), die schnell reagiert mit zersetzt organisches material. Diese Therapie ist verwendet worden, um zu töten Viren und Bakterien und die Behandlung bestimmter Arten von bösartigen Krebserkrankungen.
Rosenthal ‚ s lab entwickelt hatte, ein Komplex, würde die Produktion der toxischen Singulett-Sauerstoff, die auslösen könnte Zerstörung von Krebszellen. Sie brauchten ein wasserlösliches Molekül, das verwendet werden könnte, in einem echten tumor in seiner regelmäßigen biologischen Kontext.
Tag, dessen Labor war die Arbeit mit Nanopartikeln für die photothermische Therapie (PTT), merkte, dass Sie helfen könnte. Sie hatte umfangreiche Erfahrung in der Arbeit mit Modellen von triple-negativen Brustkrebs mit dem test der neuen PDT-Ansatz, sowie der überprüfung Ihrer kombinierten Anwendung mit der PTT.
Es war ein bemerkenswerter Erfolg – ein hattrick von Fortschritten, einschließlich einfache Zubereitung, biologische Verträglichkeit und ausgezeichnete Wirksamkeit. Die neue biladiene Komplex wirksam war in einer kleinen Dosis an und hatte eine viel höhere phototoxizität score als PDT-Wirkstoffe in Gebrauch.
Auf die belegen, dass die biladiene PDT-agent, entwickelt von dem Rosenthal-Labor wurde sowohl extrem sicher und wirksam, eine weitere Frage aufgetaucht – was würde passieren, wenn Sie die Kombination der photodynamischen Therapie mit dem photothermische Therapie?
Dass die Arbeit führte zu Neuland, und zwei Publikationen – ein in der Zeitschrift für Anorganische Chemie auf dem neuen PDT-Ansatz und einer in der Zeitschrift Nanomaterialien auf die kombinierte PDT und PTT-Ansatz.
Kombinieren die beiden Ansätze, die labs verwendet nanoshells (silica-Kugeln beschichtet mit dünnen, gold, Muscheln) zu aktivieren photothermische Therapie und verwendet die biladiene photosensitizer entwickelt von dem Rosenthal-Labor zu ermöglichen, die Photodynamische Therapie. Die Behandlungen wurden angewandt, entweder unabhängig oder zusammen, um Zell-Kultur-Modelle von triple-negativen Brustkrebs, und Ihre Sicherheit und Wirksamkeit wurden dann untersucht.
Ein student, der im heutigen Labor—senior Rachel O ‚ Sullivan—bemerkt unerwartete Ergebnisse.
„Wenn wir testen, die Behandlungen, die aus dem blauen heraus bemerkte ich, dass, wenn wir Sie zusammen, es war mehr effektiv bei der Tötung der Zellen, als jeder für sich allein“, sagte Sie. „Ich ging und Sprach zu Rachel [Riley] im Labor über Sie und Sie war überrascht. Ich fragte Sie, ob ich etwas falsch gemacht habe und Sie sagte, ‚Nein! Wenn es arbeitet synergistisch, das ist wirklich gut!'“