Ontwikkeling van door nanotechnologie ontwikkelde bacteriën voor optotheranostica bij kanker

Er is grote belangstelling voor het begrijpen en ontwerpen van door nanotechnologie ontwikkelde bacteriën om verschillende dodelijke kankerziekten te bestrijden. Conventionele nanotechnologische benaderingen passen echter genetische manipulatie toe voor het verzwakken en verbeteren van de werkzaamheid van bacteriën. Bovendien waren gecompliceerde chemische reacties essentieel in de vorige benaderingen.

Wetenschappers van het Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) hebben een handige methode ontwikkeld voor de ontwikkeling van door nanotechnologie ontwikkelde bacteriën voor fotothermische immunotherapie tegen kanker.

Ontdekt door universitair hoofddocent Eijiro Miyako en zijn student mevrouw Sheethal Reghu van JAIST, kan de gesynthetiseerde ICG-inkapseling Cremophor EL (CRE) nanodeeltjes worden toegepast op niet-pathogene natuurlijke Bifidobacterium-bacteriën voor zijn effectieve nanoconjugatie voor optotheranostiek bij kanker met behulp van een biologisch doordringbaar nabij-infrarood (NIR-)laser. Met name nanoengineered bacteriën kunnen gemakkelijk worden bereid in slechts twee stappen, namelijk incubatie- en wasprocessen.

De optisch geactiveerde functionele nano-engineered bacteriën vertoonden unieke optische absorptie en fluorescerende eigenschappen, krachtige fotothermische conversie, hoge biocompatibiliteit, uitstekende tumorselectiviteit en sterke werkzaamheid tegen kanker. De NIR-fluorescentie van door licht geïnduceerde functionele nano-engineered bacteriën vergemakkelijkte de visualisatie van heldere fluorescerende tumoren, in combinatie met het bacteriële tumor-targeting-effect. Bovendien zou de krachtige fotothermische omzetting van de functionele bacteriën spatiotemporeel kunnen worden opgeroepen door biologisch doordringbare NIR-laser voor effectieve tumorregressie bij muizen, met behulp van immunologische reacties. De huidige studie toont aan dat een optische nano-engineeringbenadering de sterke fysisch-chemische eigenschappen en verzwakking van levende bacteriële cellen kan bieden voor immunotherapie tegen kanker.

De huidige experimenten rechtvaardigen verdere overweging van deze nieuwe theranostische benadering voor de behandeling van refractaire kankers. Het team is van mening dat de ontwikkelde technologie de behandeling van kanker zou bevorderen voor het creëren van effectievere medicijnen.

“Nanoengineered Bifidobacterium bifidum met optische activiteit voor fotothermische kankerimmunotherapie” is gepubliceerd in Nano-letters.