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米粒大小的光控裝置! 有望開啟體內癌症治療新時代
〔編譯陳成良/綜合報導〕對付難纏的體內深層腫瘤,科學家們找到了新的武器!美國聖母大學(University of Notre Dame)的科學家團隊研發出一種可植入的無線 LED 裝置,只有米粒大小,卻能透過光線和特殊染料精準殺死癌細胞,並同時啟動免疫系統,為癌症治療帶來新的希望。
據《每日科技網》(scitechdaily)7月13日報導,特定波長的光線搭配光敏藥物,已被證實可以有效且非侵入性地治療皮膚表面或淺層的癌症。然而,對於位於身體深處,被組織、血液和骨骼遮蔽的腫瘤,光線療法一直難以施展。
為了將光線的治療效益帶給這些難以觸及的癌症,聖母大學的工程師和科學家團隊設計了一種可植入的無線 LED 裝置。這種裝置結合光敏染料後,不僅可以摧毀癌細胞,還能激發免疫系統對抗癌細胞的反應。這項研究成果近日發表《光診斷與光動力療法》(Photodiagnosis and Photodynamic Therapy)期刊上。
研究團隊發現,不同顏色的光線穿透組織的深度不同,其中綠光雖然穿透力較弱,但卻能對癌細胞產生更強的殺傷力。治療過程中,首先需要將含有光吸收分子的染料注入癌細胞。接著,植入的 LED 裝置會被啟動,發出綠光。染料吸收光線後,會將光能轉移到癌細胞內,使細胞自身的氧氣變成毒性物質,就像啟動了癌細胞的「自殺程序」。
值得注意的是,這種療法引發的細胞死亡方式,被稱為「細胞焦亡」(pyroptosis)。細胞焦亡是一種劇烈的細胞死亡方式,會釋放出大量的發炎信號,猶如向免疫系統發出「警報」,吸引免疫細胞前來清除癌細胞。
「我們的目標是誘發少量的細胞焦亡,」研究團隊成員之一、生物化學教授史密斯(Bradley Smith)解釋道,「這些死亡的癌細胞會像『信號彈』一樣,引導免疫系統識別並攻擊其他癌細胞。」
目前,研究團隊正在進行動物實驗,觀察這種療法是否能激發免疫系統,使其主動識別並攻擊其他部位的癌細胞。初步結果顯示,這種療法在小鼠身上展現出良好的效果。
這種 LED 裝置只有米粒大小,可以直接注射到腫瘤內,並透過外部天線無線操控,不僅能直接治療腫瘤,還能監測腫瘤的反應,並根據需要調整光線強度和照射時間,為未來的癌症治療帶來無限可能。
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