Nanochemistry in der Krebsbehandlung

Chemiker Dr Doping erzählt über neue Rauschgifte für die Behandlung und Diagnose des Krebses und die Rolle von nanoparticles von Metallen und Metalloxyden in biomedicine.

Ungefähr 8 Millionen Menschen sterben jedes Jahr von Krebs. Den größten Teil der Zeit werden Männer und Frauen mit Lungenkrebs diagnostiziert, der zweite Platz sind Krebs der Vorsteherdrüse und des Busens. Die Entwicklung von Therapien hat riesige Fonds, die Anstrengungen von Wissenschaftlern und pharmazeutischen Gesellschaften investiert. Der Markt von Antikrebsrauschgiften ist ungefähr $ 70 Milliarden, von denen 3 % durch den russischen Markt besetzt werden. Aber die meisten Therapien des Krebses bleiben unwirksam.

Warum ist die vorhandenen Rauschgifte, sind unwirksam?

Arzneimittel, die wir versuchen, in der medizinischen Praxis zu verwenden, sind größtenteils niedriges Molekulargewicht organische Zusammensetzungen. Das sind kleine Moleküle von ungefähr einem Nanometer mit mehreren unangenehmen Eigenschaften. Sie sind in Körperflüssigkeiten sehr schlecht auflösbar, der ihr ziemlich schwieriges ist, um in einem menschlichen Körper einzuführen. Außerdem kann das Rauschgift vom Körper abgehen, bevor therapeutische Wirkung das Molekül von genug kleinen geben wird, geht es schnell durch die Körper und outputted. Außerdem kann das Rauschgift nicht mehrere biologische Barrieren immer überwinden und ins Geschwulstgewebe eindringen. Natürlich kann das Rauschgift Nichtzielgewebe folgen, d. h. nicht dazu, wo wir unser Produkt senden wollen. Medikament muss mehrere biologische Barrieren (z.B., Blutgehirnbarriere überwinden, um Zentralnervensystem zu behandeln).

Ein anderes Problem ist Rauschgiftlieferung. Wenn wir anfangen, mit Antikrebsrauschgiften zu arbeiten, gibt es eine Eigenschaft: Sie sind häufig nichtspezifisch, nichtauswählend. D. h. nach der Einführung in den Körper werden sie überall im Körper verteilt und kommen sehr selten in genügend Mengen darin oder diesem Platz.

Gezielte Rauschgiftlieferung

Wissenschaftler um die Welt haben begonnen zu denken, wie man sicherstellt, dass das Rauschgift gezielt, Punkt geliefert wurde. Dafür gibt es zwei Wege. Die ersten - "nähen" zum Rauschgift, ein chemotherapeutic Antikrebs Rauschgifte bekanntes organisches Molekül, das für die Lieferung verantwortlich sein wird. Es ist bekannt, dass unsere Lebernzellen, Vorsteherdrüse, Gehirn, Nieren und andere Organe auf ihren Oberflächenanschreibern haben, die nur für diesen Körper spezifisch sind. Durch diesen Jeton können Sie ein Molekül aufnehmen. Es kann bereits in der Natur des Moleküls bekannt sein kann synthetisiert werden neue Zusammensetzungen können verwendete Antikörper, peptides sein. Dann, wenn Sie eine Medizin mit diesem Molekül machen, wird es, genau wo erforderlich, geliefert.

Dann wollen die Forscher zusätzliche Funktionalität zu diesem System hinzufügen, so können wir nicht nur liefern und behandeln, sondern auch um zum Beispiel zu diagnostizieren. Ideal kann ein einzelnes Material die Verletzung sofort diagnostizieren und den Heilungsprozess anfangen. Dann haben die Forscher Aufmerksamkeit auf nanoparticles von Metallen und Metalloxyden gelenkt.

Nanoparticles von Metallen und Metalloxyden in der Medizin

Wie ist der nanoparticles? Meistenteils ist es 'Perlen'-Größe von 10 bis 100 nm. Sie können functionalized Rauschgift draußen sein. So erreichen wir die Lieferung durch den passiven Transport. Das niedrige Molekulargewichtrauschgift (auf Grund dessen, dass ein kleines Molekül) ist sehr schnell excreted. Die Partikeln haben verschiedene Eigenschaften: Sie sind groß genug, und der Umlauf nimmt beträchtlich zu.

Es soll den nanoparticles von Metallen oder Metalloxyden nicht notwendigerweise nehmen. Zu diesen Zwecken können Sie die Polymerpartikeln (liposomes, micelles) nehmen - diese Rauschgifte sind, aber sie sind veraltet. Dann gibt es Metallpartikeln und Metalloxydpartikeln.

Erstens handeln sie als Rauschgifttransportunternehmen. Zweitens wegen ihrer Größe werden sie in der Geschwulst anwachsen. Drittens auf Grund dessen, dass dieses Metall- oder Metalloxyd, es möglich wird, sie zu kontrollieren und sie, einschließlich zu diagnostischen Zwecken zu verwenden. Zum Beispiel der nanoparticles auf Eisenoxiden gestützt. Das kleine Magnete, die auf ein magnetisches Außenfeld antworten. Was gibt? Die Idee ist einfach: Das Rauschgift wird intravenös verwaltet, wenden Sie einen Magnet auf das betroffene Gewebe oder Organ an, und das Rauschgift wächst in der gewünschten Position an.

Leider ist diese Technologie zum Krankenhaus wegen mehrerer Probleme nicht gegangen: die Blutflussgeschwindigkeit, die Tiefe der Geschwulst, der magnetischen Feldrichtung, und so weiter. Jedoch können solche Partikeln in anderem Feld - dieser Kontrastagenten sehr effektiv verwendet werden.

Die Kontrastagenten für den diagnostischen

Kleine Magnete sind in MRI (Kernspinresonanzenbildaufbereitung) sichtbar. MRI - eine der besten nichtangreifenden diagnostischen Methoden, einschließlich Krebspathologien. Magnetische Perlen sind in MRI sichtbar, die Geschwulst ist sehr gute Unähnlichkeit. Am Anfang haben fünf Typen von Kontrastagenten gepflegt, Leber zu diagnostizieren. Aber mit nur einem verlassen mit der Zeit. Es hat sich erwiesen, sie sind für die Leber, obwohl Ablagerungen toxisch. Nicht sofort, aber mit der Zeit nachdem hat die Anhäufung von bestimmten Kontrastagenten angefangen, reaktive Sauerstoffarten zuzuteilen, die Leber beschädigend.

Der nanoparticles hat auf Eisenoxiden selbst gestützt Ideal stellt Reagenz gegenüber, wenn auch die Probleme mit der Giftigkeit, sie viel besser sind als, was heute in Kliniken verwendet wird. Zum Beispiel werden Ableitungen des Gadoliniums - Gadovist, Magnevist aktiv verwendet. Gadolinium, als ein Schwermetall, ist hoch toxisch. Magnetische Partikeln, im Prinzip, nichttoxisch, wenn behoben, das Problem eine lange Anhäufung in der Leber und lange Beseitigung vom Körper.

Frühe Diagnose durch das Verwenden magnetischer Partikeln

Der ideale Kontrastagent sollte kleiner sein, als die herkömmlichen großen Kontrastagenten in klinischen 100-200 nm. kleinen Bällen (40-50 nm) notwendig sind, um etwas zu machen und zu bedecken, was unser Körper als ein Ausländer nicht wahrgenommen wird. Zum Beispiel, menschliches Serumsalbumin - Blutprotein, mit dem nanoparticles modifiziert werden kann. Diese Technologie hat sich nicht dafür entschieden, für die Leber zu gelten, für die und auch die Kontrastagenten, und für das Gehirn ist.

Glioblastoma multiforme - es ist eine schwere Gehirngeschwulst, die schwierig ist, in den frühen Stufen zu diagnostizieren. Es wurde gefunden, dass die magnetischen Partikeln ausgezeichnete Kontrastagenten für glioblastoma multiforme sind. Sie sind absolut nichttoxisch. Nach fünf Minuten wachsen die Partikeln im Gehirn an, das das Ausführen von Tests in der Klinik macht, ist sehr wirksam: Eingegangen - in fünf Minuten kann bereits ausgeführt werden. Während alle Hauptergebnisse in der Ratte vorgeherrscht haben, aber sie hat eine flügge vorklinische Prüfung von Kontrastagenten gestartet. Um Immunsystem zu verbessern - kaufen Prednisolon, Bonomarlot, Ovagen, Endoluten.

Vorklinische Tests schließen umfassende Studie der Giftigkeit, einschließlich der genetischen Giftigkeit, immunotoxicity, Herz-, reproduktiv, d. h. Giftigkeit ein, die in der Generation verzögert ist. Natürlich, Leistungsfähigkeit. Bereits ist es klar, dass die Methode für Brustkrebs verwendet werden kann. Vor 2017, in Gegenwart von einem Partner vom pharmazeutischen Geschäft, das im Stande sein wird, experimentelle Gruppen zu erzeugen, um klinische Proben auf Menschen zu beginnen. Dann wird das erste auf den magnetischen Partikeln gestützte Kontrastreagenz in der Welt geschaffen.

Nebenwirkungen der Chemotherapie

Neue Entwicklungen in Rauschgiften gegen Krebs sind weil traditionelle Chemotherapie viele Mängel notwendig. Geschwulstzellen, mit Ausnahme von seltenen Typen des Krebses, hauptsächlich sehr aggressiv. Sie teilen sich schnell und entsprechend, sie müssen von der Außenumgebung genommen werden, um viele Vitamine und andere Substanzen zu liefern. Geschwulstzellen selbst müssen Medium pumpen. Das ist genau, was Chemotherapie handelt: Sich schnell teilende Zellen werden alle Rauschgifte absorbieren, die Sie im Blutstrom haben.

Im klassischen Antikrebsrauschgift, wird in der Klinik heute, einer Reihe von Platin (cisplatin, carboplatin, oxaliplatin) Nebenwirkungen - nephrotoxicity und neurotoxicity aktiv verwendet. Es gibt so viele Produkte mit cardiotoxicity. Das Hauptproblem besteht dass die nichtauswählenden Rauschgifte viele Nebenwirkungen darin. Chemotherapie ist sehr aggressiv, sie tötet schnell die Geschwulst. Selbst wenn wir annehmen, dass es keine Nebenwirkungen hat, auf Grund dessen, dass der Körper viele Degradierungsprodukte von Geschwulstzellen bekommt, wird der Körper vergiftet. Deshalb ständig suchen wir nach wirksameren Behandlungen.