Killer T-cellen omringen een kankercel. Krediet: NIH
ANSTO heeft bijgedragen aan een uitgebreid onderzoek naar een veelbelovend type nanodeeltjes dat mogelijk kan worden gebruikt voor hardnekkige hersenkankers in een gecombineerde therapie.
De studie, die werd geleid door Dr. Moeava Tehei en onderzoekers van de Universiteit van Wollongong in combinatie met klinische partners, karakteriseerde en evalueerde de eigenschappen van nanodeeltjes gemaakt van lanthaanmanganiet, die gedoteerd waren met zilveratomen.
De onderzoekers ontdekten dat de nanodeeltjes een potentiële klinische toepassing hadden vanwege hun synergetische effecten om te worden gebruikt in combinatie met bestraling, hyperthermie (gebruik van warmte om kankercellen te doden) en hun intrinsieke toxiciteit voor kankercellen.
Het onderzoek is gepubliceerd in Materiaalwetenschappen en engineering C​
Nanodeeltjes zijn klein genoeg om de bloed-hersenbarrière te passeren die andere therapieën verbiedt.
Naast een grote verscheidenheid aan andere analysemethoden, werden bij ANSTO studies uitgevoerd naar de magnetische eigenschappen.
De magnetische eigenschappen waren belangrijk omdat ze konden worden gebruikt om de nanodeeltjes naar de doelwitplaats van kanker te brengen en bij magnetische hyperthermiebehandeling.
Dr. Kirrily Rule, een co-auteur van het papier, hield toezicht op onderzoeken naar magnetische en chemische veranderingen in nanodeeltjes van zilver-gedoteerd lanthaanmanganiet bij twee temperaturen op de hoge-resolutie poederdiffractometer Echidna bij ANSTO’s Australian Centre for Neutron Scattering.
Hoewel een expert in het magnetische gedrag van laag-dimensionale materialen met kwantumeigenschappen, zei Rule dat ze opgewonden was door de mogelijkheid om de focus te veranderen en te helpen bij medisch-fysisch gerelateerd onderzoek.
Het magnetische gedrag van de nanodeeltjes bij twee temperaturen was belangrijk voor de studie omdat de magnetische eigenschappen van de met zilver gedoteerde nanodeeltjes veranderen bij verschillende overgangstemperaturen.
De magnetismemetingen op Echidna werden uitgevoerd bij 10 graden Kelvin en 300 Kelvin.
Bij ongeveer 300 graden Kelvin, dichtbij de lichaamstemperatuur, stopt de magnetische ordening.
“Er is een kritiek temperatuurgebied voor de behandeling van hyperthermie”, aldus Rule.
De magnetisatieresultaten gaven aan dat het nanomateriaal eerder ferromagnetisch zou ordenen en dat de ordeningstemperatuur wanneer de magnetische momenten uitgelijnd waren, hoger was voor een hoger percentage zilver.
“Het lijkt erop dat het zilver verantwoordelijk was voor de hogere overgangstemperaturen van deze nanodeeltjes”, aldus Rule.
Het meest veelbelovende monster voor hyperthermie en kankertoxiciteit was lanthaanmanganiet dat was gedoteerd met een concentratie van 10 procent zilver, omdat het een niveau van ferromagnetisme behield bij 300 graden Kelvin.
Dr. Tehei zei echter dat de 5 procent doping het meest interessant zou kunnen blijken te zijn in combinatie met straling vanwege de selectiviteit en kankertoxiciteit.
Dit suggereerde de onderzoekers dat het temperatuurbereik voor hyperthermiebehandelingen kon worden gemanipuleerd door het dopingpercentage te wijzigen.
Belangrijk is dat de biologische effecten van de nanodeeltjes en gedoteerde nanodeeltjes giftig waren voor kankercellen, maar niet voor de normale cellen.
Het onderzoek hielp verduidelijken hoe de gedoteerde nanodeeltjes kankercellen doodden door hoge niveaus van reactieve oxidatieve stress te produceren.
Abass Khochaiche et al. Eerste uitgebreide studie van met zilver gedoteerde lanthaan-manganiet-nanodeeltjes voor het induceren van selectieve chemotherapie en versterking van de radiotoxiciteit, Materiaalkunde en -techniek: C (2021). DOI: 10.1016 / j.msec.2021.111970
Geleverd door Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO)
