Team verduidelijkt het mechanisme voor het maximaliseren van de therapeutische effecten van magnetische nanotherapeutica voor kanker

Een team onder leiding van professor Choi Hong-Soo van de afdeling Robotica en Mechatronica van DGIST heeft een methode ontdekt om de penetratie van magnetische nanodeeltjes in kankercellen en hun magnetische hyperthermie-effecten te verbeteren door onderzoek naar het demonteren van kettingen en magnetische voortstuwingsmechanismen met behulp van een rotatiemechanisme. magnetisch veld.

Gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano, concentreerde hun onderzoek zich op de toediening van magnetische therapeutische middelen met behulp van magnetische velden, een gebied dat aandacht krijgt op het gebied van de behandeling van kanker. Er wordt verwacht dat het een aanzienlijke bijdrage zal leveren door de efficiëntie van de medicijnafgifte en de therapeutische effecten bij gerichte kankerbehandelingen te verbeteren.

Onlangs heeft de ontwikkeling van gerichte therapieën die kankercellen selectief behandelen steeds meer aandacht gekregen op het gebied van de kankerbehandeling. Onder hen is onderzoek gaande naar magnetische dragers die zich met behulp van magnetische velden op kankercellen richten. Er ontstaat echter een probleem wanneer magnetische nanodeeltjes worden blootgesteld aan een uniform magnetisch veld met een algemene vorm; ze vormen lange ketens in de richting van het magnetische veld, waardoor de penetratie in kankercellen of tumoren wordt bemoeilijkt en de therapeutische werkzaamheid wordt verminderd.

Als reactie daarop analyseerde het team onder leiding van professor Choi Hong-Soo van DGIST de interactie tussen het gedrag van magnetische nanodeeltjes en de weerstand tegen vloeibare viscositeit met behulp van een uniek roterend magnetisch veld, waarbij onderzoek werd gedaan naar mechanismen voor het demonteren van kettingen die selectief de lengte van de magnetische nanodeeltjes kunnen controleren.

Het onderzoeksteam wilde verschillende factoren verifiëren met behulp van een 3D-tumormodel (tumorsferoïden), zoals het aanpassen van de lengte van magnetische nanodeeltjesketens door een roterend magnetisch veld, verbeterde cellulaire absorptie en verbeterde magnetische hyperthermiebehandeling voor kankercellen.

Ten eerste verifieerde het team het kettingdemontagemechanisme van magnetische nanodeeltjes, veroorzaakt door een roterend magnetisch veld. Ze richtten zich op kankercellen en tumorsferoïden en induceerden een verhoogde cellulaire absorptie en penetratie door magnetische nanodeeltjes aan te drijven met een roterend magnetisch veld.

Met behulp van fluorescentiemicroscopie voor intracellulaire fluorescerende magnetische nanodeeltjesbeeldvorming en transmissie-elektronenmicroscopie voor observatie van cel- en sferoïddwarsdoorsneden, bewezen ze dat het gebruik van een roterend magnetisch veld leidde tot de diepste penetratie van cellen en tumorsferoïden vergeleken met de vergelijkingsgroepen (degenen die werden blootgesteld aan een uniform magnetisch veld en die niet zijn blootgesteld aan enig magnetisch veld).

Bovendien induceerden ze de vernietiging van kankercellen met behulp van wisselende magnetische velden om de magnetische hyperthermie-effecten van magnetische nanodeeltjes in elke groep te bevestigen. De groep met de hoogste penetratiegraad als gevolg van het roterende magnetische veld vertoonde de meest effectieve behandelresultaten. Dit bevestigde dat de demontage van de keten en de magnetische voortstuwing van magnetische nanodeeltjes door roterende magnetische velden de cellulaire absorptie, penetratie en uiteindelijk de therapeutische effecten van magnetische nanotherapeutica kunnen verbeteren.

Professor Choi Hong-Soo van DGIST verklaarde: “We hebben geverifieerd dat magnetische voortstuwing door roterende magnetische velden helpt bij de absorptie en penetratie van magnetische nanodeeltjes in kankercellen en tumorsferoïden, waardoor uiteindelijk de effectiviteit van de tumorbehandeling wordt verbeterd. We verwachten dat de technologie die hierdoor wordt ontwikkeld onderzoek kan op grote schaal worden gebruikt om de therapeutische effecten bij gerichte kankerbehandeling te verbeteren met behulp van magnetische therapieën.”