Nanostars leveren kanker medicijnen direct aan Nucleus

Wetenschappers van de Northwestern University in de VS hebben een eenvoudig, gespecialiseerd, stervormig gouden nanodeeltje ontwikkeld dat medicijnen direct in de kern van een kankercel kan afleveren. Ze schrijven over hun werk in een krant die onlangs in het tijdschrift is gepubliceerd ACS Nano.
Senior auteur Dr. Teri W. Odom, zei in een verklaring vrijgegeven op donderdag:
"Onze met drugs beladen goud nanostars zijn kleine lifters."
"Ze voelen zich aangetrokken tot een eiwit op het oppervlak van de kankercel dat de nanostars handig overbrugt naar de kern van de cel." Dan, op de drempel van de kern, geven de nanostars het medicijn af, dat verdergaat in de kern om haar werk te doen, "voegde ze eraan toe.
Wetenschappers richten zich steeds meer op nanotechnologie als een manier om ziektes op cellulair niveau te bestrijden. Hoewel het aanzienlijke ontwerpuitdagingen oplevert, biedt nanotechnologie krachtige manieren om therapie te richten.
Een ander recent gerapporteerd onderzoek onder leiding van Johns Hopkins University beschrijft bijvoorbeeld hoe onschadelijke bacteriën nanodraadjes, kralen en andere nanostructuren kunnen 'opbergen' naar specifieke plaatsen in het menselijk lichaam.
Nu rapporteert het Northwestern University-team als eerste het creëren van een eenvoudig maar gespecialiseerd nanodeeltje dat zich kan richten op de kern van een kankercel, en de eerste die direct op nanoschaalafmetingen kan zien hoe het kleine object ermee interageert.
Odom is het College van Lady Managers van de Colombiaanse Expositie Hoogleraar Scheikunde aan het Weinberg College of Arts and Sciences in Northwestern. Ze is ook hoogleraar Materials Science and Engineering aan de University of McCormick School of Engineering and Applied Science.
Voor hun studie werkten zij en haar collega's met menselijke cervicale en ovariumkankercellen.
Met behulp van elektronenmicroscopie observeerden ze hoe de met drugs beladen nanodeeltjes de vorm van de kankercellen van kanker dramatisch veranderden.
Ze zagen hoe de gladde, elliptisch gevormde kernen ongelijk werden, met diepe plooien. En ze ontdekten dat deze verandering in de kernvorm samenviel met de dood en afname van de kankercelpopulatie, twee zeer wenselijke uitkomsten van de behandeling van kanker.
De nanodeeltjes zijn ongeveer 25 nanometer breed, gemaakt van goud en hebben de vorm van sterren met tussen de vijf en 10 punten. Deze vorm heeft een groot oppervlak, waardoor het een hoge lading geconcentreerde medicijnmoleculen kan dragen.
Omdat het medicijn op het oppervlak van de nanostar is gestabiliseerd, hebt u niet zoveel nodig als bij conventionele therapieën die vrije moleculen gebruiken.
In deze studie gebruikten de onderzoekers een enkelstrengs DNA-aptamer genaamd AS1411. Elke nanostar kan ongeveer 1000 strengen van het aptameer-medicijn dragen, bevestigd aan het oppervlak.
De DNA-aptamer doet twee banen. De eerste is om te binden met het "shuttle" -proteïne-nucleoline, dat tot overexpressie wordt gebracht in kankercellen en aanwezig is in de cel en op het celoppervlak. De tweede taak is om, als het eenmaal uit de nanostar is vrijgegeven, op te treden als het medicijn zelf.
Zodra het op nucleoline op het oppervlak van de kankercel haakt, koppelt de drug-dragende nanostar een ritje op het eiwit wanneer het op weg naar de kern de cel in vaart.
Om het medicijn vrij te maken, richtten de onderzoekers ultrasnelle lichtpulsen, vergelijkbaar met die welke bij LASIK-chirurgie werden gebruikt, op de cellen. Dit sneed de verbindingen tussen het gouden oppervlak van de nanostar en de aptamer, die vervolgens onbezwaard was, de kern binnen.
De stervorm van het nanodeeltje is niet alleen nuttig bij het toelaten van een grote nuttige lading van het medicijn, maar het helpt ook om de lichtpulsen op de punten van de ster te concentreren, waardoor de medicijnen op die plaatsen worden vrijgegeven.
Een van de uitdagingen van het gebruik van nanodeeltjes om medicijnen te vervoeren, is om ze te laten vrijgeven, zei Odom, maar ze ontdekten dat de gouden nanostars dit gemakkelijk deden.
Omdat het nanodeeltje zelf niet door de kernmembraan hoeft te dringen, betekent dit dat het team tot op zekere hoogte kan meespelen, wat de ontwerpmogelijkheden vergroot.
Het andere voordeel van de gouden nanostars is dat ze worden gemaakt met behulp van een biocompatibele synthese, wat niet gebruikelijk is voor nanodeeltjes.
Sinds het rapporteren van hun werk aan menselijke cervicale en eierstokkankercellen, heeft het team vergelijkbare effecten gevonden met behulp van de dragende goudnanostar op 12 andere soorten menselijke kankercellen.
Volgens Odom lijkt het erop dat alle kankercellen op een vergelijkbare manier reageren, wat suggereert dat "de shuttling-mogelijkheden van het nucleoline-eiwit voor gefunctionaliseerde nanodeeltjes een algemene strategie kunnen zijn voor op kern-gerichte toediening van medicijnen".
Odom zei dat het mogelijk zou moeten zijn om deze methode (waarbij de lichtbron zich buiten het lichaam bevindt) te optimaliseren voor gevallen waarin tumoren dichtbij het oppervlak van de huid zijn, zoals in de huid en sommige borstkankers.
Het kan ook worden gebruikt bij operaties, waarbij de chirurg na het verwijderen van de tumor goud nanostars en de lichtbron kan gebruiken om eventuele zwerfkankercellen die in het omliggende weefsel achterblijven, uit te roeien.
Geschreven door Catharine Paddock PhD

Overheidsbestedingen bezuinigingen geassocieerd met meer miskramen

Bezuinigingen op overheidsuitgaven houden verband met een toename van het aantal stressgerelateerde miskramen, blijkt uit nieuw onderzoek naar de gevolgen voor de gezondheid van economische bezuinigingsmaatregelen, gepresenteerd tijdens de jaarlijkse conferentie 2013 van de Royal Economic Society. Uit het onderzoek blijkt dat sommige zwangere vrouwen last hebben van extreme stress en uiteindelijk hun baby verliezen als gevolg van bezuinigingen bij de overheid.

(Health)

Lady Vols 'Coaching Legend Pat Summit gaat de wereld van dementie in

Dementie is maar al te vaak een onderdeel van ouder worden. In feite onderhandelt meer dan vijftig procent van de mensen boven de 85 jaar over de ziekte. Pat Summit, de 59-jarige legende van een coach en een van de meest winnende coaches in alle sporten, heeft haar strijd tegen vroeg beginnende dementie openbaar gemaakt terwijl ze zich voorbereidt om te blijven duwen en de Lady Vols te blijven coachen.

(Health)