ENGINEERINGNET.BE - TU Eindhoven heeft samen met onderzoekers uit China en het Verenigd Koninkrijk een nanodeeltje ontworpen dat kankercellen op een nieuwe manier aanvalt: het dringt de cellen binnen en schakelt hun energiecentrales, ofwel mitochondriën, uit.
Mitochondriën generen brandstof voor een cel in de vorm van adenosinetrifosfaat. Als de mitochondriën uitvallen, gaat de cel dood - of het nu een gezonde cel is of een kankercel. Deze nieuwe behandeling van kanker heet photodynamic therapy (PDT).
Bij PDT wordt de patiënt geïnjecteerd met nanodeeltjes die fotosensibilisatoren bevatten. Wanneer de nanodeeltjes zich in de buurt van kankercellen verzamelen, worden ze beschenen met laserlicht en produceren ze een specifieke vorm van zuurstof, die giftig is voor kankercellen en tot hun dood leidt.
"De grootste uitdaging van dit onderzoek was het vinden van een manier om een PDT-nanodeeltje in de kankercel te krijgen en, eenmaal in de cel, het nanodeeltje naar de mitochondria te leiden", zegt onderzoeksleider Jan van Hest van TU Eindhoven.
Het team ontwikkelde een manier om de nanodeeltjes te fabriceren als biologisch afbreekbare polymersomen: lege bolletjes die geneesmiddelen, proteïnen of een fotosensibilisator bevatten.
De nieuwe versies zijn zo ontworpen dat zij fluoresceren wanneer de bouwstenen waaruit zij zijn opgebouwd, worden samengevoegd. Dit maakt het makkelijker om de locatie van nanodeeltjes in weefsel te traceren.
Om de nanodeeltjes snel naar de mitochondriën in de cel te leiden, bevestigde het team pyridiniummoleculen aan het oppervlak van de nanodeeltjes. Zodra de nanodeeltjes zich verzamelen bij de mitochondriën, kan hun fotosensibilisatorlading worden geactiveerd met een laserlicht en de micro-omgeving in de kankercel vergiftigen.
Dit proces is met succes gedemonstreerd voor in vitro en in vivo experimenten. De bevindingen motiveren verder onderzoek en ontwikkeling op het gebied van nanodeeltjes, het volgen ervan en de werkzaamheid.
