Brustkrebs, veröffentlicht von Forschern der Universität Palermo

PALERMO (ITALPRESS) – Die Studie mit dem Titel „Decagram-Scale Synthesis of Multicolor Carbon Nanodots: Self-Tracking Nanoheaters with Inherent and Selective Anticancer Properties“, durchgeführt von einer Gruppe von Forschern der Abteilung für biologische, chemische und pharmazeutische Wissenschaften (STEBICEF) von University of Palermo, wurde in ACS Applied Materials & Interfaces, einer renommierten Zeitschrift der American Chemical Society, veröffentlicht.
Das Team, bestehend aus Nicolò Mauro, Mara Andrea Utzeri, Gennara Cavallaro und Gaetano Giammona, hat in Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe von Fabrizio Messina des Departements für Physik und Chemie „E.
Segrè „UniPa – bestehend aus Alice Sciortino, Marco Cannas und Gianpiero Buscarino – und Radian Popescu vom KIT-Karlsruher Institut für Technologie hat erfolgreich ein groß angelegtes Syntheseverfahren für nulldimensionale Kohlenstoff-Nanopartikel, sogenannte Kohlenstoff-Nanopunkte, entwickelt Oberfläche, um nach ihrer Verabreichung im menschlichen Körper sichtbar gemacht zu werden und unter ständiger Überwachung intrinsische zytotoxische Wirkungen auf Tumorebene zu induzieren.

Die in dieser Studie erhaltenen Kohlenstoff-Nanopunkte emittieren sichtbares Licht, wenn sie von außen angeregt werden, und erzeugen lokal Wärme und reaktive Sauerstoffspezies (ROS), die für Krebszellen äußerst toxisch sind.
Diese Nanomaschinen wurden entwickelt, um als Nanoskalpelle in der Präzisionsmedizin zur selektiven und nicht-invasiven Entfernung von fluoreszenzgesteuertem Brustkrebs zu fungieren.
„Im Gegensatz zu den bereits untersuchten Nanoarzneimitteln – erklärt das Forschungsteam – sind Kohlenstoff-Nanopunkte extrem kleine Nanostrukturen (einige Milliardstel Meter) und können sich leicht im Tumorparenchym ansammeln und die physikalischen Barrieren der Tumormikroumgebung überwinden.
Innerhalb der Tumorzellen können sie daher ihre selektive zytotoxische Wirkung entfalten und gleichzeitig durch die Emission von sichtbarem Licht die Visualisierung der Tumormasse ermöglichen.
Tatsächlich können sie, sobald sie sich in den Tumorzellen befinden, in normale mitochondriale Prozesse eingreifen und die Bildung großer Mengen von ROS auslösen, die wiederum den Zelltod auslösen.
Andererseits wurde kein signifikanter Anstieg der ROS-Spiegel in gesunden Zellen beobachtet, was auf eine selektive Wirkung nur für Tumorzellen hindeutet, selbst solche, die schließlich aus dem Primärtumor entkommen sind und sich in prämetastatischen Nischen verbreitet haben, die in anderen Organen vorhanden sind.
Die in dieser Studie entwickelten Nanoarzneimittel entfalten ihre zytotoxische Wirkung, ohne notwendigerweise Krebsmedikamente freizusetzen, wie es herkömmliche Nanoarzneimittel mit wichtigen und unerwünschten Nebenwirkungen normalerweise tun, und sind so klein, dass sie nach normalen Bioverteilungsprozessen auf natürliche Weise über die Nieren ausgeschieden werden können.
Was sie besonders und einzigartig macht, ist ihre intrinsische Fähigkeit, den Zelltod nur von Brustkrebszellen auszulösen, gesunde Zellen kategorisch zu ignorieren und zu einer selektiven und effizienten Antikrebswirkung zu führen.

„Die Studie – fahren die Autoren fort – zeigt auch, dass die entwickelte Nanotechnologie eine lokalisierte Hyperproduktion von ROS nach der Bestrahlung mit einem Infrarotlaser induziert, der üblicherweise in der Physiotherapie verwendet wird.
Die Operation basiert auf der Fähigkeit von Kohlenstoff-Nanopunkten, die mit Stickstoff- und Schwefelatomen hergestellt wurden, Infrarotlicht zu absorbieren, von dem bekannt ist, dass es tief in menschliches Gewebe eindringt, und lokale Wärme zu erzeugen, die den Zellstress und die ROS-Bildung verschlimmert.
Daher ist es durch Anwenden von Infrarotimpulsen in Übereinstimmung mit der zu beseitigenden Tumormasse, identifiziert durch Auswerten der Fluoreszenzbilder, die durch die darin vorhandenen Kohlenstoff-Nandots erzeugt werden, möglich, eine selektive Ablation des Tumors unter ständiger Überwachung und Bildführung zu erhalten.
Letztendlich – so schlussfolgern die Forscher – vereinen die in dieser Studie entwickelten Kohlenstoff-Nanopunkte unzählige synergistische Funktionen in einer einzigen Nanomaschine, wie z von ROS in der Tumormasse durch bildgeführte optische Stimulation.
Diese Funktionen können synergetisch wirken, um Brustkrebs effizient und individuell auszurotten und die Grenzen traditioneller pharmakologischer und nanomedizinischer Techniken zu überwinden, wie z.
B.
Off-Target-Effekte, Unfähigkeit, therapeutische Behandlung zu überwachen, unspezifische Bioverteilung und Bioakkumulation.
(ITALPRESS).