Вэй Чен, профессор физики и содиректор Центра достижений безопасности с помощью прикладных нанотехнологий в Арлингтоне, тестировал медь-цистеаминный комплекс, созданный в его лаборатории, когда он обнаружил необъяснимое уменьшение его люминесценции или светоизлучающей способности с течением времени. кратковременное воздействие рентгеновских лучей. Заглянув дальше, он обнаружил, что наночастицы, названные Cu-Cy, теряют энергию, поскольку выделяют синглетный кислород — токсичный побочный продукт, который используется для повреждения раковых клеток в фотодинамической терапии.
Поскольку Чен также возглавляет исследования рака, финансируемые из федерального бюджета, он знал, что нашел нечто уникальное. Тестирование показало, что наночастицы Cu-Cy в сочетании с рентгеновским облучением значительно замедляют рост опухоли в лабораторных исследованиях.
"Эта новая идея проще и лучше, чем предыдущие методы фотодинамической терапии. Вам не нужно столько шагов. Только этот материал может сделать эту работу ", — сказал Чен. "Это наиболее многообещающий результат, который мы обнаружили в этих исследованиях рака, и мы долго на это смотрели."Исследование Чена публикуется в августовском выпуске журнала биомедицинских нанотехнологий под названием" Новый активированный рентгеновскими лучами фотосенсибилизатор наночастиц для лечения рака."Соавторы: Лун Ма, доцент-исследователь, и Сяоджу Цзоу, научный сотрудник.
Университет также подал предварительную заявку на патент на новый комплекс.
Фотодинамическая терапия или ФДТ наносит вред раковым клеткам, когда фотосенсибилизатор, введенный в опухолевую ткань, вырабатывает токсичный синглетный кислород после воздействия света. В некоторых исследованиях это световое воздействие осуществляется с помощью лазеров видимого или ближнего инфракрасного диапазона.
Другие добились большего успеха, также введя люминесцентные наночастицы в опухоль. Исследователи активируют люминесцентную наночастицу ближним инфракрасным светом или рентгеновскими лучами, которые, в свою очередь, активируют фотосенсибилизатор.
Оба метода имеют ограничения при лечении рака глубоких тканей. Они либо неэффективны, либо источник света, необходимый для их активации, не проникает достаточно глубоко. Чен сказал, что индуцируемые рентгеновскими лучами частицы Cu-Cy превосходят современные фотосенсибилизаторы, потому что рентгеновские лучи могут проникать глубоко в ткани. Кроме того, наночастицы Cu-Cy не нуждаются в других фотосенсибилизаторах, чтобы быть эффективными, поэтому лечение более удобное, эффективное и экономичное.
"Доктор. Приверженность Чена работе в области лечения рака, а также его работа в области национальной безопасности демонстрируют широкое применение и большую ценность фундаментальных научных исследований ", — сказала Кэролин Кейсон, вице-президент по исследованиям в UT Arlington. "Эти достижения могут изменить методы лечения некоторых видов рака и сделать терапию более эффективной — выгода, которая будет безграничной."
Команда Чена проверила Cu-Cy на клетках рака груди и простаты человека в лаборатории и обнаружила, что это эффективное лечение в сочетании с рентгеновским облучением.
Например, в одном тесте опухоль, обработанная инъекцией Cu-Cy и рентгеновским облучением, оставалась практически того же размера в течение 13-дневного периода, в то время как опухоль без полного лечения выросла в три раза.
Еще одно преимущество новой наночастицы — низкая токсичность для здоровых клеток. Кроме того, интенсивная фотолюминесценция и рентгеновская люминесценция Cu-Cy могут быть использованы для визуализации клеток, говорится в документе.
Подробная информация о кристаллической структуре и оптических свойствах нового комплекса публикуется в готовящейся к публикации статье Journal of Materials Chemistry.
Чен продолжает проводить исследования в области фотодинамической терапии рака в рамках гранта Министерства обороны, направляемого Конгрессом программ медицинских исследований, и в сотрудничестве с представителями промышленности. Он сказал, что дальнейшие исследования будут включать уменьшение размера наночастиц Cu-Cy, чтобы облегчить их всасывание в ткани опухоли.
"От рака пока нет хорошего решения.
Надеюсь, эта наночастица может предоставить некоторые возможности », — сказал он.