Schwarz-Nanopartikel verlangsamen das Wachstum von Tumoren: Melanin als eine neue Diagnose-und Therapie-Werkzeug für Tumoren

Die dunkle Haut pigment melanin schützt uns vor den zerstörenden Strahlen der Sonne durch Absorption von Lichtenergie und deren Umwandlung in Wärme. Dies könnte machen es zu einem sehr effektiven Werkzeug in der tumor-Diagnose und-Behandlung, wie dies durch ein team von der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz-Zentrums München. Die Wissenschaftler geschaffen, um die melanin-geladenen Zellmembran abgeleitet Nanopartikel, die eine verbesserte tumor-Bildgebung in einem Tiermodell, während auch die Verlangsamung des Wachstums des Tumors.

Nanopartikel gelten als eine vielversprechende Waffe im Kampf gegen Tumore aufgrund der Tatsache, dass Tumorgewebe absorbiert Sie leichter als gesunde Zellen, weil Ihr Kreislauf-system ist durchlässiger. Ein gutes Beispiel ist zur Verfügung gestellt von outer membrane vesicles (OMVs), die im Grunde kleine Bläschen, umgeben von bakteriellen Membran. Diese 20 – bis 200-Nm-Partikel, die von Interesse sind, weil Sie sind biokompatibel, biologisch abbaubar und können einfach und kostengünstig in Bakterien hergestellt, auch in großen Mengen. Einmal geladen mit Arzneimitteln, Wirkstoffen, Sie sind einfach zu verwalten.

Die Nanopartikel tragen eine schwarze cargo

Das riesige Potenzial von OMVs in der tumor-Diagnose und-Behandlung gezeigt wurde, durch Prof. Vasilis Ntziachristos, Professor für Biologische Bildgebung der TUM, und sein team. Ihre Arbeit baut auf den charakteristischen Eigenschaften der OMVs und melanin.

Dr. Vipul Gujrati, ersten Autor der Studie, erklärt das Prinzip: „das Melanin absorbiert das Licht sehr leicht-auch im Infrarot-Spektrum. Wir verwenden genau dieses Licht in unsere optoacoustic imaging-Technik für die tumor-Diagnose. Gleichzeitig wandelt diese Energie absorbiert und in Wärme, die dann emittiert. Wärme ist auch ein Weg zur Bekämpfung von Tumoren-andere Forscher sind derzeit der Erforschung dieser Methode in den klinischen Studien.“

Optoacoustics, eine Methode, die wurde erheblich erweitert durch Ntziachristos, vereint die Vorteile der optischen Bildgebung und Ultraschall-Technologie. Schwache Laserpulse sanft erhitzen das Gewebe, wodurch es kurz zu expandieren, sehr leicht. Ultraschall-Signale werden erzeugt, wenn das Gewebe zieht sich wieder wie es abkühlt. Die gemessenen Signale variieren je nach Gewebe-Typ. Die Wissenschaftler nehmen Sie Sie mit speziellen Detektoren und „übersetzen“ Sie in drei-dimensionale Bilder. Sensor-Moleküle oder-Sonden (wie OMVs) können zur Verbesserung der Spezifität und der Genauigkeit der Technik auch weiter.

Die Wärmeentwicklung verringert tumor-Wachstum

Die Wissenschaftler zunächst überwinden musste, um ein spezifisches problem zu melanin: Es ist nicht sehr wasserlöslich und daher schwer zu verwalten. Dies ist, wo die OMVs ins Spiel kam. Die Forscher veränderte Bakterien in einer Weise, die Sie produzieren melanin und lagert es in Ihrer Membran abgeleitet Nanopartikel. Dann testeten die schwarz-Nanopartikel in Mäusen, die hatten Tumore im unteren Rücken, region. Die Partikel injiziert wurden direkt in den tumor, die begeistert war, mit Infrarot-laser-Impulse als Teil der optoacoustic Verfahren.

OMVs erwies sich als geeigneter sensor-Sonden, die für diese Diagnose-Technik, denn Sie lieferte scharfe und kontrastreiche Bilder des Tumors. Sie sind auch gut geeignet, um die photothermische Therapie-Ansätze, in denen das Tumorgewebe erhitzt mit kräftiger laser-Impulse, um die Krebszellen abzutöten. Das melanin in den Nanopartikeln verursacht, die die Temperatur des tumor-Gewebe, Anstieg von 37 °C auf bis zu 56 °C. Kontroll-Tumoren mit kein melanin nur erreicht eine maximale Temperatur von 39 °C. In den zehn Tagen nach der Behandlung, die Tumore wuchsen deutlich langsamer als in der Kontrollgruppe, die nicht erhalten hatten, melanin zu OMVs. Diese Wärme-Effekt wurde verstärkt durch eine weitere positive Wirkung der Partikel: Durch wodurch eine leichte, nicht-spezifische Entzündung im tumor-Gewebe, das Immunsystem ausgelöst wurde Angriff auf den tumor.

„Unsere melanin Nanopartikel passen in den neuen medizinischen Bereich der theranostics-wo Therapie und Diagnose kombiniert werden. Dies macht Sie zu einer sehr interessanten option für die Verwendung in der klinischen Praxis“, sagt Ntziachristos. Die Wissenschaftler wollen jetzt die Entwicklung Ihrer OMVs weiter, um Sie in den klinischen Einsatz in der Zukunft.