Materiaal op nanoschaal verlicht kankercellen in vriestomstandigheden voor precieze cryoschirurgie

Onderzoekers van NYU Abu Dhabi (NYUAD) hebben een innovatief hulpmiddel ontwikkeld dat het vermogen van chirurgen om kankercellen te detecteren en te verwijderen tijdens cryoschirurgie verbetert, een procedure die extreme kou gebruikt om tumoren te vernietigen. Deze doorbraaktechnologie omvat een gespecialiseerd nanoschaalmateriaal dat kankercellen onder vriestomstandigheden verlicht, waardoor ze gemakkelijker te onderscheiden zijn van gezond weefsel en het verbeteren van de chirurgische precisie.

Gedetailleerd in de studie “Vriezen-geactiveerde covalente organische kaders voor precieze fluorescentie cryo-imaging van kankerweefsel” in de Journal of the American Chemical Societyde Trabolsi-onderzoeksgroep bij NYUAD ontwierp een uniek covalent organisch framework op nanoschaal (NTG-DFP-COF) dat reageert op extreme kou door de fluorescentie te vergroten. Dit maakt het mogelijk om duidelijk onderscheid te maken tussen kankerachtige en gezonde weefsels tijdens de operatie.

Het materiaal, bereid door Gobinda Das, Ph.D., een onderzoeker in de Trabolsi -onderzoeksgroep in NYUAD, is ontworpen als biocompatibel en weinig toxiciteit, waardoor het veilig in het lichaam interageert. Belangrijk is dat het zijn fluorescerende eigenschappen behoudt, zelfs in aanwezigheid van ijskristallen in cellen, waardoor realtime monitoring tijdens cryoschirurgie mogelijk is.

Deze vooruitgang verbetert niet alleen de nauwkeurigheid en veiligheid van cryoschirurgische procedures – omchirurgen behouden meer gezond weefsel terwijl het verwijderen van kankercellen – maar combineert ook diagnostische en behandelingsfuncties in één platform. Dit kan de behoefte aan herhaalde operaties verminderen en het herstel van de patiënt versnellen.

Fluorescentie-beeldvorming, een niet-invasieve techniek die lichtgevoelige kleurstoffen gebruikt om tumoren te benadrukken, heeft grip gekregen tot zijn vermogen om realtime inzichten te bieden tijdens de operatie. Het gebruik ervan in cryoschirurgie is echter tot nu toe grotendeels onontgonnen gebleven.

“Wij geloven dat dit een transformerend hulpmiddel is dat een revolutie teweeg kan brengen in de chirurgie van kanker,” zei Farah Benyettou, Ph.D., een onderzoekswetenschapper in de Trabolsi Research Group bij NYU Abu Dhabi. “Door tumorverwijdering nauwkeuriger te maken, heeft deze technologie het potentieel om extra operaties te verminderen en het herstel van de patiënt te versnellen. Het is een belangrijke stap voorwaarts in de behandeling van agressieve, moeilijk te targete kankers.”

“Deze doorbraak overbrugt de kloof tussen beeldvorming en therapie en biedt chirurgen een realtime hulpmiddel om kanker te visualiseren en te verwijderen met ongekende precisie,” zei Ali Trabolsi, hoogleraar chemie en hoofdonderzoeker van de Trabolsi Research Group in NYU Abu Dhabi. “Door fluorescentiebeeldvorming te integreren met cryoschirurgie, verleggen we de grenzen van de behandeling van kanker en bieden we nieuwe hoop voor patiënten met moeilijk te behandelen tumoren.”