Wissenschaftler können einen weg gefunden haben, um krebs vor der metastasierung zu stoppen


Wissenschaftler können einen weg gefunden haben, um krebs vor der metastasierung zu stoppen

Neue Forschung kann einen Weg gefunden haben, um Krebszellen zu stoppen (hier gezeigt) vom Schleichen zu anderen Orten.

Metastase ist die Hauptursache des Todes bei Krebs, und aktuelle Behandlungen gegen sie sind ineffektiv. Aber neue Forschung kann einen Weg gefunden haben, zu verlangsamen und vielleicht sogar zu stoppen, die Ausbreitung von Krebszellen.

Metastase ist der Prozess, durch den sich Krebs im ganzen Körper ausbreitet. Während dieses Prozesses können Krebszellen entweder in das nahe gelegene gesunde Gewebe eindringen, die Mauern der Lymphknoten durchdringen oder die umgebenden Blutgefäße betreten.

Aber neue Forschung kann einen Weg gefunden haben, um die Metastase durch die Hemmung der Migration von Krebszellen zu kontrollieren. Das Stoppen der Zellen von der Migration ist der Schlüssel zum Stoppen der Metastase.

Was ermöglicht es, dass Krebszellen migrieren, ist ein Satz von Vorsprüngen, die ihnen helfen, sich zu bewegen. Das Team von Forschern - geführt von Mostafa El-Sayed, Julius Brown Chair und Regenten Professor für Chemie und Biochemie an der Georgia Tech's School in Atlanta, GA - gelang es, diese Vorsprünge mit einer speziellen Technik erfolgreich abzuschneiden.

Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht PNAS

Brechen Krebszellen 'Beine'

Die langen, dünnen Vorsprünge, die Krebszellen helfen, sich zu bewegen, heißen Filopodien. Sie sind eine Erweiterung eines Satzes von "breiten, blattartigen" Fasern namens lamellipodia, die um die Ränder der Zelle gefunden werden können.

Das Suffix "-podia" (oder "-podium", singulär) kommt aus der griechischen Sprache und bedeutet "etwas fußleichtes".

Im Wesentlichen sind lamellipodia und filopodia winzige "Beine", die gesunde Zellen helfen, sich innerhalb des Gewebes zu bewegen. Aber bei Krebszellen werden lamellipodia und filopodia im Überschuss produziert.

Die Forscher nutzten so genannte Nanostäbe aus Goldnanopartikeln, um diese kleinen Beine zu behindern.

Mit Hilfe der Nanotechnologie sind die Wissenschaftler in der Lage, die Größe bestimmter Materialien in eine Nanoskala zu reduzieren - mit "Nano" bedeutet der milliardste Teil eines Meters - zu welchem ​​Zeitpunkt beginnen diese Materialien neue chemische und physikalische Eigenschaften zu zeigen.

Prof. El-Sayed und Kollegen führten die Nanostäbe vor Ort ein. Die Nanostäbe wurden mit einer Beschichtung von Molekülen, sogenannten RGD-Peptiden, bedeckt, die sie an eine spezifische Art von Protein namens Integrin anhielten.

"Die angestrebten Nanostäbe haben das Integrin gefesselt und ihre Funktionen gesperrt, so dass es das Cytoskelett nicht dazu veranlassen konnte, Lamamipodien und Filopodien zu überproduzieren", erklärt Co-Autor Yan Tang, Postdoktorand in Computational Biology.

Ein Zytoskelett ist die Stützstruktur einer Zelle, die dafür verantwortlich ist, ihm eine Form zu geben. Es hat auch zusätzliche Funktionen, wobei einer von ihnen die Filopodienvorsprünge bilden kann.

Methode könnte Krebszellen töten

Die Experimente zeigten, dass die Bindung der Nanostäbe an das Integrin die Migration der Krebszellen verzögert.

Wichtig ist, dass diese Methode gesunde Zellen vermieden hat, die diese Therapie bei Patienten, die einer toxischen Chemotherapie unterzogen werden, drastisch weniger schädlich machen können.

"Es gibt bestimmte, spezifische Integrine, die in Krebszellen überproduziert werden", erklärt Moustafa Ali, einer der ersten Autoren der Studie. "Und Sie finden sie nicht so sehr in gesunden Zellen."

In der zweiten Phase des Experiments erhielten Prof. El-Sayed und Team die Gold-Nanopartikel mit einem Laser von Nah-Infrarot-Licht. Dies hat die Migration der malignen Zellen wirksam gestoppt.

Das Licht wurde nicht von den Zellen absorbiert, aber die Gold-Nanostäbe absorbierten es, und als Ergebnis erhitzten sie und teilweise geschmolzene Krebszellen, mit denen sie verbunden sind, verwickelnde Lamellipodien und Filopodien."

Moustafa Ali

In diesem Experiment wurden nicht alle Krebszellen getötet, da dies die Forscher daran gehindert hätte zu untersuchen, ob sie sie erfolgreich von der Migration abhielten oder nicht. Allerdings sagen die Forscher, dass die Methode angepasst werden könnte, um die malignen Zellen zu töten.

Prof. El-Sayed und seine Kollegen haben zuvor ähnliche Experimente an Mäusen durchgeführt, in denen sie dieselbe Methode anwendeten. Die ehemalige Forschung fand keine Toxizität aus dem Gold für bis zu 15 Monate nach der Behandlung.

Die Forscher hoffen bald in der Lage, "Kopf-, Nacken-, Brust- und Hautkrebs mit direkten, lokalen Nanorod-Injektionen in Verbindung mit dem Low-Power-Nah-Infrarot-Laser zu behandeln."

Der Laser könnte die Gold-Nanostäbe 4 bis 5 Zentimeter tief im Gewebe erreichen, und tieferen Tumoren konnten mit tieferen Nanoroden-Injektionen behandelt werden, sagen die Autoren.

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