圣母大学的研究人员开发了一种开创性的无线LED设备,可以植入治疗难以触及的癌症。这种装置与一种光敏染料一起使用,可以杀死癌细胞,并刺激免疫系统更有效地靶向癌症。它利用绿光,触发强大的免疫反应,促进一种增强免疫活性的细胞死亡。该设备具有远程激活和治疗监测的潜力,标志着在治疗深层癌症方面取得了重大进展。这项研究得到了该大学STIR基金的支持,旨在促进影响健康、环境和技术的跨学科项目。资料来源:圣母大学
圣母大学的科学家们发明了一种可植入的无线LED设备,该设备利用光和一种特殊的染料来杀死癌细胞并激活免疫系统,为有效治疗内部癌症提供了一种新方法。
特定形式的光,当与光激活药物配对时,可以作为一种有效的非侵入性治疗皮肤上或皮肤附近的癌症。然而,位于身体深处的癌症,被组织、血液和骨骼所保护,仍然无法获得光的治疗效果。
为了将光的好处带给这些难以接近的癌症,圣母大学的工程师和科学家们设计了一种可以植入的无线LED设备。当这个装置与一种光敏染料结合使用时,不仅可以摧毁癌细胞,还可以调动免疫系统的癌症靶向反应。该研究发表在《光诊断和光动力疗法》杂志上。
浅色在治疗中的作用
电子工程副教授、论文合著者托马斯·奥沙利文(Thomas O'Sullivan)说:“某些颜色的光比其他颜色的光穿透组织的深度更深。”“事实证明,这种光——在这种情况下是绿色的——不能穿透得那么深,却有能力对癌细胞产生更强烈的反应。”
在光能够有效地消灭癌细胞之前,必须给细胞注入一种具有吸收光分子的染料。该装置打开后,染料将光转化为能量,而能量使细胞自身的氧气有毒——实际上,使癌细胞对抗自己。
虽然其他治疗方法也会将细胞自身的氧气武器化,但这种装置会导致一种特别偶然的细胞死亡。
“通过合作,生物化学研究生Hailey Sanders和电子工程研究生SungHoon Rho敏锐地注意到,处理过的细胞肿胀,这是一种细胞死亡的标志,焦亡,特别擅长触发免疫反应,”埃米尔·t·霍夫曼(Emil T. Hofman)科学教授、论文的合著者布拉德利·史密斯(Bradley Smith)说。
“我们的目标是诱导一点点热噬细胞死亡,然后触发免疫系统开始攻击癌症。”
未来研究与应用
在未来的研究中,该装置将用于小鼠,以观察在一个肿瘤中启动的癌症杀伤反应是否会促使免疫系统识别并攻击另一个癌症肿瘤。
奥沙利文指出,这种米粒大小的装置可以直接注射到癌变肿瘤中,并通过外部天线远程激活。目标是使用该设备不仅提供治疗,而且还监测肿瘤的反应,根据需要调整信号强度和时间。
参考文献:sunhoon Rho, Hailey S. Sanders, Bradley D. Smith和Thomas D. O'Sullivan, 2024年5月9日,Photodiagnosis and Photodynamic Therapy,“用于光动力诱导细胞热死的微型无线led装置”。DOI: 10.1016 / j.pdpdt.2024.104209
这项研究是由第一个种子转化跨学科研究(STIR)资助的四个项目之一。这些拨款于2023年由圣母大学科学学院和工程学院发起,旨在启动人类健康、环境和信息技术方面的科学和工程研究项目。