09 de agosto 2010 - Nueva nanomateriales podrían mejorar la terapéutica y la proyección de imagen en el tratamiento del cáncer  Imagen del microscopio de electrones de las nanopartículas de sílice núcleo magnético
Los científicos de la UCLA California NanoSystems de Instituto, y la Universidad Yonsei de Corea ,han desarrollado un método innovador que permite a las nanomáquinas para que libere fármacos, dentro de las células cancerosas vivas, cuando se activan de forma remota, por un campo magnético oscilante.
El nuevo sistema , el primero en utilizar una clase de nanomateriales porosos impulsado por un núcleo magnético, tiene el potencial de mejorar tanto las drogas dirigidas a la entrega ,y la resonancia magnética ,en el tratamiento del cáncer y otras enfermedades.
La investigación aparece en la edición de julio de la Revista de la Sociedad Química Americana.
En los últimos años, la investigación del cáncer se ha centrado cada vez más en el desarrollo de terapias, que a diferencia de la quimioterapia, solo dañan las células cancerosas, dejando indemnes las células sanas. Para ello, los científicos han creado nanomáquinas ,que pueden atrapar y liberar moléculas de drogas de los poros ,directamente en las células cancerosas individuales, mediante la respuesta a un estímulo.
Mientras que muchos métodos ,han sido creados para controlar cómo y cuando los poros se carga y descargan, de sus cargas, para aplicaciones terapéuticas, un método no invasivo y externo de activación, es preferible que los resultados más eficaces.
El nuevo método, desarrollado por los grupos de investigación de Jeffrey Zink, profesor de UCLA facultad de química y bioquímica, y Cheon Jinwoo, un profesor de química, en la Universidad de Yonsei Universidad de Corea, utiliza un material que combina un marco de nanopartículas de sílice ,mesoporoso con magnético de zinc dopado, óxido de hierro nanocristales, junto con nanovalvulas adjuntas, que ayudan a mantener las moléculas de la droga en los poros. Cuando un campo magnético, aplica el estímulo, las válvulas se abren, y liberan las moléculas de la droga de los poros en las células dañanadas.
"La naturaleza hidrofóbica del interior de los poros, así como la capacidad de funcionalizar la superficie de sílice, con funcionalidades hidrofílicas, hace que estas partículas sean atractivas para la entrega de medicamentos anti-cáncer", dijo Zink. "La Adición de un núcleo magnético, de las nanopartículas a base de sílice, es de interés para sus posibles aplicaciones en la resonancia magnética, ya que además del núcleo magnético puede hacer que sea útil como un agente de contraste."
Para este estudio, las nanopartículas, llevando la doxorrubicina, un medicamento contra el cáncer, se introdujeron en endocitosis ,por las células de cáncer de mama. Cuando las células cancerosas que contienen, las nanopartículas fueron entonces expuestas a un campo magnético oscilante, se produjo la muerte de la celula.
"Las nanopartículas de sílice, novela de núcleos magnéticos, son eficaces en la activación de nanovalvulas, que libera el fármacos contra el cáncer ,cuando se exponen a un campo magnético oscilante", dijo Zink.
La oscilación del campo magnético, hace que los nanocristales de hierro dopado, con óxido de zinc al calor. Este aumento de calor, hace que las máquinas moleculares activen, la doxorubicina, en los poros se entrega a las células.
"Los Nanocristales magnéticos ,son importantes en aplicaciones biomédicas, ya que pueden ser utilizados tanto para terapias, asi como tomar imágenes", dijo Cheon, director del Programa Nacional de Creative, Iniciativa de Investigación Centro de Nanopartículas Evolutiva y de la HG Underwood Profesor de Química ,y jefe de división de la National Nano-Médicas Núcleo Centro de Investigación de la Universidad de Yonsei.
"La capacidad de entregar los medicamentos, contra el cáncer sólo a las células cancerosas, sin afectar las células sanas ,es de vital importancia", añadió Cheon, que es también profesor visitante en la UCLA CNSI.
Los experimentos del proyecto de investigación, fueron realizados por estudiantes de posgrado de la UCLA, Thomas Courtney y Daniel Ferris y estudiantes de posgrado de la Universidad Yonsei Lee Je-Hyun Kim y Eunsook, que forman parte del grupo de investigación del profesor de Jeon Soo-Shin. El equipo de investigación también participa en Fraser Stoddard, un profesor de química en la Universidad Northwestern que comenzó su colaboración con Zink, mientras que él era un profesor de química en la UCLA. Durante su mandato UCLA, Stoddart fue Fred Kavli Cátedra de Ciencias Nanosistemas y director del CNSI, posición ahora en manos de un distinguido profesor de química de Paul S. Weiss.
El siguiente paso en la investigación, consistirá en examinar los efectos in vivo y para determinar si puede ser utilizado para ofrecer un control preciso, sobre la ubicación de los medicamentos entregados. El objetivo final sería desarrollar, este sistema para tener una aplicación en el tratamiento de pacientes con cáncer.
La investigación contó con el apoyo de numerosas fuentes como la de Sustancias Tóxicas de la Universidad de California, el Programa de Capacitación y la Investigación, la National Science Foundation, la nanomédicos Nacional Básica Centro de Investigación, y la idea de Iniciativa de Investigación del Programa de Corea.
Sala de prensa de la UCLA
Imágenes de las nanopartículas (verde), suscritas por las células de cáncer de mama. En la muestra de control (izquierda), el campo magnético no está activado. Para la muestra expuesta al campo magnético (a la derecha), un medicamento contra el cáncer doxorubicina (rojo), se libera en las células, y las células mueren. |
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