Een op maat gemaakt nanodeeltje dat tumoren bestrijdt, kan je onder invloed van infrarood licht dieper in de huid inschakelen. Zo zou je het kunnen gebruiken voor bijvoorbeeld borst-, maag-, darm- of eierstokkanker. Dit stellen onderzoekers van UCLA’s Jonsson Comprehensive Cancer Center in Small.

De onderzoekers maakten een nanodeeltje gebaseerd op azobenzeen. Van azobenzeen bestaan twee isomeren, een cis- en een transisomeer, die je uit kunt laten wisselen onder invloed van licht. Zo kan je lichtgevoelige schakelaartjes maken die op het juiste moment medicijnen vrijlaten. Meestal gebeurt dit door het azobenzeen direct te activeren met UV-licht. Dit heeft als nadeel dat het nauwelijks doordringt in de huid. Het deeltje van de Amerikanen is gevoelig voor infrarood licht en kan je daarom dieper in de huid activeren dan azobenzeen. Zo zou je het kunnen gebruiken voor bijvoorbeeld borst-, maag-, darm- of eierstokkanker.

In eerste instantie ontwikkelden de onderzoekers een verbinding, CF, die erg gevoelig is voor twee fotonenlasertechniek. CF meemt twee fotonen in het infrarode spectrum op om in een hogere energietoestand te raken.

Ze condenseerden CF met tetraethoxysilaan (TEOS) en cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) in basisch milieu om een zogenoemd mesoporeus silica nanodeeltje (MSN) te krijgen. Dit zijn als het ware de kooitjes waarin de medicijnen zitten. Daarop moet je dan nog wel een slot zetten. Dit deden de Amerikanen door gesilyleerde azobenzeen op de kooi te enten. Als laatste vulden ze de kooi met camptothecine, een cytotoxische verbinding, om daarna de kooi af te dekken met cyclodextrine.

Daarna incubeerden de Californiërs deze nanodeeltjes met menselijke borstkankercellen. Als ze daarna het geheel blootstelden aan een laserbron, bleek CF infrarood licht op te nemen en UV-licht uit te zenden. Het azobenzeen nam dit licht juist weer op en wisselde van isomeervorm. Hierbij kwam camptothecine vrij, dat de kankercellen aanviel. Zonder straling gebeurde dit niet. Door deze indirecte activering kan je dus infraroodlicht gebruiken, dat een paar centimeter in de huid kan doordringen.

Deze vorm van therapie noemen wetenschappers ook wel theranostiek, een combinatie van therapie en diagnostiek. Je kan de nanodeeltjes dan volgen met fluorescentie, waarbij nog geen medicijnen vrijkomen, totdat deze in de kankercellen aanwezig zijn en ze dan activeren. Tot nu toe was dit soort methodes altijd gebaseerd op azobenzeen en dus directe blootstelling aan ultraviolet licht. Dit beperkte de toepassingen, maar met de ontdekking van de Amerikanen lijken deze toch binnen handbereik te liggen.