Partikelinnovationen verändern die Krebsbehandlung: kombinierte Licht- und Chemotherapie vor Ort

Lesezeit: 2 Minuten
Durch Kathy Schmidt
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Mikroskopische Partikel im menschlichen Körpersystem.

BerlinMIT-Forscher haben einen bedeutenden Fortschritt in der Krebstherapie erzielt, indem sie winzige Teilchen entwickelt haben, die im Körper platziert werden können, um zwei Therapiearten direkt an Tumoren abzugeben. Diese neue Methode kombiniert Lichttherapie mit Chemotherapie und könnte weniger Nebenwirkungen als herkömmliche Krebsbehandlungen haben. Menschen mit fortgeschrittenem Krebs, die oft viele anstrengende Behandlungszyklen durchlaufen müssen, könnten von dieser Technologie profitieren, da sie schnell wachsende Tumoren effektiver bekämpfen könnte.

Das neue Behandlungssystem injiziert kleine Partikel direkt in die Tumorstellen, um effizient zu wirken.

Molybdändisulfid-Nanoschichten werden wegen ihrer Fähigkeit geschätzt, Laserlicht in Wärme umzuwandeln. Diese Nanoschichten werden mit Chemotherapeutika wie Doxorubicin oder Violacein kombiniert. Polycaprolacton, ein Polymer, dient als Matrix für die Mikropartikel und ermöglicht eine kontrollierte Freisetzung.

Partikelsysteme für gezielte Krebstherapie: Eine bahnbrechende Innovation

Dieses Partikelsystem verfügt über zwei Funktionen und bietet zahlreiche Vorteile. Wird es durch einen Laser aktiviert, so tötet die Wärme von Molybdändisulfid Krebszellen ab und bringt die umgebenden Polymerpartikel zum Schmelzen. Durch dieses Schmelzen werden gezielt Chemotherapeutika am Tumor freigesetzt, wodurch die Belastung des restlichen Körpers verringert und Nebenwirkungen minimiert werden. Ein maschinelles Lernsystem optimiert die Lasereinstellungen wie Leistung und Dauer, um die Behandlung so effektiv wie möglich zu gestalten.

Forscher haben ein neues Verfahren bei Mäusen mit einer aggressiven Form von Brustkrebs getestet. Die Behandlung bestand aus drei Lasersitzungen im Abstand von jeweils drei Tagen. Diese Methode führte dazu, dass die meisten Tumore erfolgreich beseitigt wurden. Die Mäuse, die diese kombinierte Therapie erhielten, lebten länger als diejenigen, die nur eine Behandlungsart bekamen.

Diese Forschung könnte weitreichende Auswirkungen über die anfänglichen Experimente hinaus haben. Sollte sie sich bei weiteren Tierarten und Menschen bewähren, könnte sie die Behandlung von soliden und sich ausbreitenden Tumoren revolutionieren. Diese Methode kann für verschiedene Krebsmittel und Tumorarten eingesetzt werden und bietet dadurch eine vielseitige Option zur Krebsbehandlung.

KI revolutioniert die Optimierung von Behandlungen erheblich. Durch den Einsatz von Daten werden Behandlungspläne entwickelt, die speziell auf jeden Patienten abgestimmt sind, was sie individueller und wirkungsvoller macht. Der Einsatz von Polycaprolacton, das bereits von der FDA zugelassen ist, könnte dazu beitragen, diese Behandlungen schneller von der Erprobung in die klinische Anwendung zu überführen.

Die Studie wird hier veröffentlicht:

http://dx.doi.org/10.1021/acsnano.4c07843

und seine offizielle Zitation - einschließlich Autoren und Zeitschrift - lautet

Maria Kanelli, Neelkanth M. Bardhan, Morteza Sarmadi, Behnaz Eshaghi, Shahad K. Alsaiari, William T. Rothwell, Apurva Pardeshi, Dhruv Varshney, Dominique C. De Fiesta, Howard Mak, Virginia Spanoudaki, Nicole Henning, Ashutosh Kumar, Jooli Han, Angela M. Belcher, Robert Langer, Ana Jaklenec. A Machine Learning-Optimized System for Pulsatile, Photo- and Chemotherapeutic Treatment Using Near-Infrared Responsive MoS2-Based Microparticles in a Breast Cancer Model. ACS Nano, 2024; DOI: 10.1021/acsnano.4c07843
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