Wisselende magneetvelden trillen kankercellen kapot

Nature Materials 9, 1 (2009). doi:10.1038/nmat2591

Microscopisch kleine schijfjes van een ijzer-nikkellegering vormen wellicht een nieuw wapen tegen kanker. Bekleed met antilichamen tegen eiwitten die alleen op kankercellen voorkomen hechten ze zich aan deze cellen. De schijfjes zijn zo gemaakt dat ze zich richten op een uitwendig magnetisch veld. Door het veld met een frequentie van 20 Hertz om te polen, klappen ze met dezelfde frequentie om. Daarbij trekken ze zo hard aan de celmembraan dat deze op den duur kapot gaat en de cel sterft. Onderzoekers van het Argonne National Laboratory even buiten Chicago hebben deze aanpak uitgeprobeerd in een kweek van hersenkankercellen. In tien minuten wisten ze ongeveer 90 procent van de cellen te doden (Nature materials online, 29 november).

Het idee om kleine magneetjes te gebruiken bij de behandeling van ziekten is niet nieuw. Zo’n dertig jaar geleden werden dergelijke deeltjes beladen met medicijnen door magneten naar een tumor gedirigeerd en daar vastgehouden. Ook zijn magneetjes vlakbij tumoren aan het trillen gebracht met een hoogfrequent wisselend magneetveld. De trilling veroorzaakt zoveel warmte dat de tumorcellen doodgaan. Deze en soortgelijke methoden zijn met beperkt succes bij patiënten toegepast. Er zijn echter heel sterke magneetvelden voor nodig en dus onhandig grote en dure apparatuur. Ook klonteren deeltjes makkelijk binnen bloedvaten samen. En de verhitting van tumoren richt schade in het naburige gezonde weefsel.

De onderzoekers in Argonne bedachten een andere oplossing. Ze werken met schijfjes met een diameter van één micrometer (0,001 millimeter) en een dikte van 60 nanometer (0,00006 millimeter). De ijzer en nikkelatomen zijn zo gerangschikt dat de magneetvelden van hun elektronen concentrische cirkels of vortices vormen. Daardoor zijn de schijfjes zelf niet magnetisch, maar wel gevoelig voor uitwendige magnetische velden. Dankzij de vortices hoeven de toegepaste magneetvelden niet erg sterk te zijn.

Tot nog toe zijn de schijfjes alleen in celkweken getest. Voor toepassingen in proefdieren of patiënten zijn ze, hoe klein ook, veel te groot. In de bloedbaan zouden ze een betrekkelijk makkelijke prooi voor het immuunsysteem zijn en dus nooit de tumor bereiken. De onderzoekers denken echter dat verdere schaalverkleining tot ongeveer 100 nanometer mogelijk is. Dan ontsnappen de schijfjes niet alleen aan het immuunsysteem maar zijn ze ook klein genoeg om de bloedhersenbarrière te passeren en kunnen ze echte hersentumoren aan.

Huup Dassen

    • Huup Dassen