Radikale Methode verwendet Zellen gegen Hirntumoren

Behind the Scenes Artikel wurde Live Science in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

American Brain Tumor Association sagt, dass in diesem Jahr fast 70.000 Menschen in den Vereinigten Staaten mit Tumoren diagnostiziert werden, die in den Blutgefäßen, Hirnnerven, lymphatischen Gewebe und andere Teile des Gehirns bilden. Davon werden fast 12.000 Menschen mit einer besonders tödlichen Form von Hirntumor genannt Glioblastoma Multiforme (GBM) diagnostiziert werden.

GBMs verstecken sich hinter eine schützende Barriere im Gehirn und unter anderem Angriff weiße Blutkörperchen, die als der körpereigenen Abwehr dienen. Mit einigen innovativen Wissenschaft arbeiten National Science Foundation (NSF) finanziert Forscher daran, die gleichen weißen Blutzellen gegen den Krebs gleich wieder aufnahmebereiter.

Stefan Bossmann und Deryl Troyer an der Kansas State University in Manhattan, Kansas, entwickeln eine neue Behandlungsmethode der Materialien, die verwendet eine Art von weißen Blutkörperchen genannt eine Neutrophilen Ausrutschen Medikamente vorbei an das Gehirn schützende Barriere und bösartigen Tumoren direkt niederzustrecken.

"Das Ziel unserer Forschung ist es, Zellen zu verwenden, als Transport für Krebsmedikamente, Schiffe", erklärt Bossmann. "Abwehrzellen – im Wesentlichen, weißen Blutkörperchen – haben die Fähigkeit der Bewegung durch [die Blut - Hirn-Schranke], einschließlich Knochengewebe, Tumoren und Metastasen."

Im Prinzip Verwendung von Zellen zur Drogen bestimmt Ziele ist eine ziemlich einfache Konzept. Erstellen eine "Frachtraum" innerhalb der Zellen, die robust genug, um erfolgreich eine medizinische Nutzlast an einen gewünschten Endpunkt wurde jedoch eine Herausforderung.

Frühere Bemühungen führten Laderäume, die undicht, vorzeitig platzen oder verschmelzen mit den Zellen, die sie, tragen die Drogen freigegeben werden, bevor Sie ihr Ziel erreichen und töten die Transport-Zellen, nicht die Tumoren verursacht.

Eine neue Klasse von "Käfige"

Um das Problem zu lösen, entwickeln Bossmann und Troyer eine neue Art von Käfigen Liposomen. Liposomen sind im wesentlichen künstliche Bubbles erstellt innerhalb von Zellen, die als Schiffe zu tragen und verabreichen Medikamente verwendet werden können. [Mikrobläschen schmuggeln Drogen transdermal]

Die Forscher schaffen selbstorganisierenden "Käfige", die wrap-around Liposomen – wandeln sie in sicherer Laderäume. Ihren Prozess beinhaltet laden eingesperrte Liposomen mit Anti-Krebs-Medikament vor Up-Take von Neutrophilen, die sich selbst zerstören und lassen Sie die Medikamente, wenn sie Tumore erreichen.

Die PPCLs von den Forschern vorgeschlagenen sollen stabiler als klassische Liposomen, systemische Durchsickern während des Transports verhindern und aktivieren Sie erst, wenn sie in Tumoren zu integrieren. Dadurch sollte die Tötung von schnell wachsenden Tumorzellen und langsam wachsende Krebsstammzellen verantwortlich für das Wiederauftreten von Tumoren und die Bildung von Metastasen, die Tumoren auf andere Teile des Körpers ausbreiten.

Die vorgeschlagene Zelle Therapiemethode funktioniert indem man Vollblut von Krebspatienten, dann laden neu Laderäume innerhalb der Vollblut Neutrophilen mit Krebsmedikamenten und danach wieder Einspritzen der veränderten Neutrophils in Blutkreislauf des Patienten.

Im Erfolgsfall könnte der Ansatz mehr als 50 Prozent einer vorgeschriebenen Krebsmedikament Dosierung zu einem Ziel, liefern, wobei der Patient Immunsystem intakt bleibt. Traditionelle Chemotherapie liefert nur etwa 1-2 Prozent von einer therapeutischen Dosis, während Nanotherapy nur etwa 10 Prozent liefert.

"Wenn sie tatsächlich tun können und die Menge der Medikamente, die sie denken, sie können zu liefern, es einen Unterschied machen könnte", sagt Mark Dewhirst, Direktor der Duke University Tumor Mikrozirkulation Labor in Durham, NC, "einen großen Unterschied." Dewhirst, der mehr als 400 Experten begutachteten Artikeln, Buchkapiteln und Rezensionen veröffentlicht hat, gehört zu einer Reihe von interessierten Beobachtern.

Ein neuer Standard der Versorgung

Das Projekt "Neutrophilen Lieferung von Apoptose-induzierende Krebsmedikamente," gehört zu 40 Projekte in der ersten Runde ein NSF Initiative Thataddresses äußerst kompliziert und wissenschaftliche Probleme. INSPIRE, die Initiative Fonds potenziell transformative Forschung, das passt nicht fein säuberlich in jedem eins, wissenschaftlichen Bereich, sondern überschreitet Fächergrenzen genannt.

"Im Mittelpunkt dieses Projekts INSPIRE Grundlagenwissen der Materialien zu entwickeln, die studiert werden, ist", sagt Joseph Akkara, Direktor des Programms Biomaterialien bei MPS. "In einem weiteren Sinne derzeit biomedizinische Anwendungen von den National Institutes of Health unterstützt."

NSF Biomaterialien Programm in seiner Direktion für mathematische und physikalische Wissenschaften (MPS) fördert die Forschung. Es ist auch von der NSF Biophotonik Programm zusammen mit seinen Materialien Surface Engineering Programm, sowohl in der Direktion für Entwicklung mitfinanziert.

"Mehr als die Hälfte der Patienten mit GBM sterben innerhalb eines Jahres und mehr als 90 Prozent innerhalb von drei Jahren", sagt der Direktor der NSF Biophotonik Leon Esterowitz programmieren. "Die Ergebnisse aus diesem Projekt werden patientenspezifische, Tumor-Homing Zellen für die Behandlung Lieferung nutzen und könnte dazu führen, einen neuen Standard der Versorgung von Gehirntumoren." "

Im Erfolgsfall könnte die Strategie zu erweitern, um gezielt andere Zelltypen. Die Forscher glauben, dass die Verfahrensprinzipien in gezielte Therapien für Infektionen mit Viren, Bakterien und Protozoen entwickeln könnte. Sie erkennen jedoch an, dass es noch einen weiten Weg.

"Hirntumoren eine Krankheit dafür gibt es viele Herausforderungen aufgrund der Beredsamkeit des Standortes, wo sie sind," sagt Henry Friedman, ein international anerkannter Neuro-Onkologe und stellvertretender Direktor des Herzogs Preston Robert Tisch Brain Tumor Center. "Niemand, die Therapie wird die magische Kugel, aber unterschiedlichen Interventionen, die wir haben, desto wahrscheinlicher wirst wir erfolgreich zu sein."

Diese neue Behandlungsmethode "wird nicht der einzige Eingriff notwendig, aber es wird sicherlich zu Teil des Spektrums verschiedener Therapien, die wir verwenden," sagt er. "Es wird eine zusätzliche Waffen, die einen Platz in der Behandlung von malignen Hirntumoren finden kann."

Anmerkung der Redaktion: Die Forscher in Behind the Scenes Artikel dargestellt wurden unterstützt durch die National Science Foundation , die Bundesagentur mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik beauftragt. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Siehe die hinter die Kulissen-Archiv.