光反応色素を用いたLEDインプラントが体内奥深くのがん治療に新希望

Tokyoノートルダム大学の科学者とエンジニアは、深部がんの治療を目的とした新しいワイヤレスLEDデバイスを開発しました。この埋め込みデバイスは、光感受性染料と併用することでがん細胞を殺し、免疫系ががんを攻撃するのを助けます。この研究結果は、「フォトダイアグノーシス・フォトダイナミックセラピー」誌に発表されました。

新しい装置の主な特徴は次のとおりです：

• 米粒ほどの大きさ
• がん腫瘍に直接埋め込むことが可能
• 外部のアンテナで遠隔操作が可能
• 治療の反応を監視し調整する機能を持つ

特定の光を使用すれば皮膚の近くにある癌を治療できますが、体の深部にある癌については、周囲の組織や血液、骨の影響で治療が難しいとされています。この問題に対処するために、ノートルダム大学のチームは体内の深部に埋め込むことができる<強力なワイヤレスLED>を用いた新しいデバイスを開発しました。

トーマス・オサリバン電気工学教授によると、異なる色の光は組織を異なる深さまで通過します。通常あまり深く入らない緑色の光は、特別な色素を用いることでがん細胞に効果的であることが示されています。

治療は、まずがん細胞に特別な色素を与えることから始まります。LED装置を点灯させると、色素が光をエネルギーに変えます。このエネルギーにより細胞内の酸素が有害になり、結果としてがん細胞を死滅させます。

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研究者のブラッドリー・スミスは、生化学を専攻する学生のヘイリー・サンダースと電気工学を専攻する学生のスンフン・ローが、処理された細胞が膨潤していることを発見したと指摘した。これはパイロトーシスと呼ばれる細胞死の一種であり、免疫応答をより効果的に活性化するのに役立つ。

「私たちの目的は、免疫システムががんを攻撃し始めるように、わずかな細胞死を引き起こすことです」とスミス氏は述べました。

将来的な研究では、この装置がマウスにおいて使用され、最初の腫瘍が治療された後に免疫システムが他のがん腫瘍を認識し破壊できるかどうかが試されます。これにより、体全体でがんと闘う手助けができるかもしれません。

この研究は、ノートルダム大学の理学部と工学部が2023年に開始した最初のSTIR助成金によって資金提供された4つのプロジェクトの1つです。この助成金は、人間の健康、環境、情報技術に関する研究プロジェクトを支援しています。

このLEDデバイスは、同時に治療を行いながら腫瘍の反応を監視するように設計されています。これにより、治療の信号強度やタイミングを<強調>リアルタイムで調整</強調>することが可能になります。