Nowoczesny implant LED z barwnikiem oferuje nadzieję w leczeniu trudno dostępnych nowotworów

WarsawNaukowcy i inżynierowie z Uniwersytetu Notre Dame opracowali nowoczesne urządzenie LED bezprzewodowe do leczenia głębokich nowotworów. To wszczepialne urządzenie, stosowane w połączeniu z barwnikiem światłoczułym, potrafi niszczyć komórki rakowe i wspierać układ odpornościowy w walce z nowotworem. Ich odkrycia zostały opublikowane w czasopiśmie „Photodiagnosis and Photodynamic Therapy”.

Oto kilka kluczowych cech nowego urządzenia:

• Wielkość ziarenka ryżu
• Może być wszczepione bezpośrednio w nowotwór
• Uruchamiane zdalnie za pomocą zewnętrznej anteny
• Monitoruje i dostosowuje odpowiedź na leczenie

Pewne rodzaje światła mogą leczyć nowotwory zlokalizowane blisko skóry, jednak leczenie raka znajdującego się głębiej w ciele było dotąd utrudnione z powodu otaczających tkanek, krwi i kości. Zespół z Notre Dame opracował nowe urządzenie, które rozwiązuje ten problem poprzez wykorzystanie bezprzewodowej diody LED, którą można wszczepić głęboko wewnątrz ciała.

Thomas O'Sullivan, profesor inżynierii elektrycznej, wyjaśnił, że różne kolory światła przenikają tkanki na różne głębokości. Światło zielone, które zazwyczaj nie dociera głęboko, okazało się skuteczne w walce z komórkami rakowymi, gdy stosuje się je z odpowiednim barwnikiem.

Leczenie rozpoczyna się od podania specjalnego barwnika komórkom rakowym. Po włączeniu urządzenia LED, barwnik przekształca światło w energię. Ta energia sprawia, że tlen w komórkach staje się szkodliwy, co prowadzi do zniszczenia komórek nowotworowych.

Zobacz również:

Dzisiaj · 04:08

Owady na czerwonym świetle: tajemnice mechanizmów hamowania

Badacz Bradley Smith zauważył, że studentka biochemii Hailey Sanders oraz student inżynierii elektrycznej SungHoon Rho odkryli, że potraktowane komórki puchną. Wskazywało to na pyroptozę, rodzaj śmierci komórkowej, który bardziej efektywnie aktywuje odpowiedź immunologiczną.

„Naszym celem jest wywołanie niewielkiego stopnia śmierci komórek,” powiedział Smith, „aby system odpornościowy zaczął atakować raka.”

W przyszłych badaniach naukowcy będą testować urządzenie na myszach, aby sprawdzić, czy układ odpornościowy potrafi rozpoznać i zniszczyć inne guzy nowotworowe po leczeniu pierwszego z nich. Może to wspomóc organizm w walce z nowotworami w całym ciele.

To badanie jest jednym z czterech projektów finansowanych z pierwszych grantów STIR, zainicjowanych w 2023 roku przez College of Science i College of Engineering na Uniwersytecie Notre Dame. Te granty wspierają projekty badawcze dotyczące zdrowia ludzkiego, środowiska oraz technologii informacyjnych.

To urządzenie LED jest zaprojektowane tak, aby jednocześnie prowadzić terapię i monitorować reakcję guza. Dzięki temu można na bieżąco dostosowywać siłę sygnału oraz harmonogram leczenia.