Altın Nanopartiküllerin Kanser Tedavisi

Altın Nanopartiküllerin Kanser Tedavisi

Altın Nanopartiküller kanser terapisi için umut verici ajanlar olarak ortaya çıkıyor ve ilaç taşıyıcıları, fototermal ajanlar, kontrast ajanlar ve radyosensitistler olarak araştırılıyor. Bu derleme, erken faz klinik araştırmalara yol açan son altın Nanopartikül araştırmalarına odaklanarak nanoteknoloji alanını tanıtıyor. Özellikle, iyonize edici radyasyon ile in vitro ve in vivo olarak kilovoltage ve megawoltage enerjilerdeki sensitizörler olarak altın Nanopartiküllerin klinik öncesi kanıtları tartışılmıştır.

Bu terapinin etkili olabilmesi için, altın Nanopartiküllerin sağlıklı bir hücreden daha kolay kanser hücresine bağlanması gerekir, aksi takdirde lazer darbesi sağlıklı dokulara zarar verebilir. Bunu başarmak için araştırmacılar, çalışmada baş ve boyun skuamoz hücreli karsinomasında kullandıkları agresif kanser türlerine bağlandığı bilinen bir antikordaki parçacıkları kapladı. Hücre zarı üzerindeki reseptöre bağlanan bu antikordur.

Araştırmacılar ayrıca altın parçacıkları için en uygun boyut olduğunu keşfettiler. Parçacıklar bir metrelik çaptan 10 milyar kat daha azsa, hücre onları çabucak yok edecekti. Parçacıklar 100 nanometreden büyükse, hücre parçacıkların içselleştirilmesinde sorun yaşıyordu. Bilim adamları, çalışması için en iyi sonucu veren Nanopartiküllerin yaklaşık bir metre çapında 60 milyar katı olduğunu buldular.

Bu antikor kaplı altın Nano kürelerin kendilerini sağlıklı hücrelere göre çok daha kolay kanser hücrelerine yerleştirdikleri bulundu; sağlıklı hücrelerdeki ortalama küme boyutu 64 nanometredir (yaklaşık 1 küre), kanser hücrelerindeki ortalama küme boyutu ise yaklaşık 300 nanometre (yaklaşık 100 küre) olarak bulunmuştur.

Bu işlemin doğal bir avantajı, tümörlerin sıklıkla sızıntı yapan vasküler sistemlere sahip olmasıdır, bu nedenle altın partikülleri bilinen kansere enjekte edildiğinde hızla yayılır ve kanser bölgesi boyunca dahil edilir. Bilim adamları, hücrelere altın kümelerinin oluşmasına izin vermek için enjeksiyonlardan 24 saat sonra ihtiyaç olduğunu belirtti.

Altın Nanoparçacıklar hücrelere dahil edildiğinde, araştırmacılar dokuyu 30 trilyon saniyelik (30 pikosaniye) sürede bir lazer darbesine (782 nanometre dalga uzunluğunda kızılötesi radyasyona yakın) maruz bıraktı. Lazer ışığının bu özel tipi dokuya iyi nüfuz ettiğinden ve altın Nanopartiküllerle çakışmadığı için idealdir. Bu, ışık Nanopartiküllere çarptığında onu absorbe etmez ve hemen altın nanopartiküllerinin ısınmasına başlar ve hücre aşırı ısınmaya neden olur. Aksine, ilk 10 nanosaniye sırasında, altın nanopartiküllerinin (2) bulk ısıtması olmaksızın yüzeyin erimesinin meydana geldiği ve bu, altın Nanopartiküllerin etrafındaki sıvıyı buharlaştırır. Buharlaşan sıvı hızla genişler ve çöker. Ancak, kümede onlarca Nanopartikül olmadıkça, etkinin önemsiz olduğunu belirtmek şarttır. Hücreyi yok etmek için yeterli enerjiyle hızla genişleyen ve daraltan bir Nano kabarcık yaratılması, kümelenme içindeki altın kürelerin sayısına bağlıdır ve küme boyutu arttıkça şiddet artmaktadır.

Şiddet derecesinin bu seçiciliği, sağlıklı hücreleri güvende tutar. Altın nanoparçacıklar lazer darbesini kendi başına termal enerjiye dönüştürmede iyi bir sonuç almazlar, bu nedenle oluşan Nano kabarcıklar nispeten önemsizdir – sağlıklı bir hücrede birkaç küre birlikte hasara neden olmaz. Kanser hücrelerinde lazer darbesini etkili bir şekilde termal enerjiye çeviren nanoparçacıklar kümesi, çevreleyen sıvının buharlaşmasına, hızlı bir genişlemeye ve bir çökmeye neden olmakta ve böylece kanser hücresinin yok olmasına yol açmaktadır. Bu olay optik araçlarla kolaylıkla tespit edilemez, ancak hızlı genişleme ve çöküş sırasında oluşan ses dalgalarını tespit ederek kolayca “duyulur”.

Nanopartiküller günümüzde çeşitli tıbbi uygulamalarda kullanılmaktadır ve hastalar ve tıbbi sağlayıcılar için büyük potansiyel faydalar sağlayan daha birçok şey önerilmiştir. Yüksek atomik kütlesi ile altın Nanopartiküller, yumuşak doku hücrelerinden çok daha fazla radyasyonu absorbe edebilir, bu da onları tümörlerde radyasyon dozunu artırmak veya teşhis görüntüleme sırasında spesifik dokuların kontrastını arttırmak için ideal hale getirir (örn., Bir dokuya ağırlık itibariyle% 1 oranında doping uygulanması) Nanopartiküller kV X-ışını maruziyetini takiben absorbe edilen radyasyon dozunu iki katına çıkarır).

“Kanserle Savaş” ilan edildiği için neredeyse 40 yıl geçti. Artık kişiselleştirilmiş tıbbın kanser hastalarının yönetimi için gelecek olduğuna inanılıyor. Erken teşhis, doğru tanı ve kanserin kişisel tedavisi için benzeri görülmemiş bir potansiyele sahip olan nanoparçacıklar son on yılda kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Bu derlemede, kanseri hedef alan biyomedikal uygulamalardaki altın nanopartiküllerin mevcut durumunu özetleyeceğiz. Altın nanosferler, nanorodlar, nanoseller, nanokajlar ve yüzey geliştirilmiş Raman saçılmış nanopartiküller, in vitro deneylerde, ex vivo ve in vivo görüntüleme, kanser terapisi ve ilaç dağıtımındaki kullanımlarıyla ilgili olarak detaylı olarak tartışılacaktır. Çok fonksiyonellik, nanopartikül bazlı ajanlar için en önemli özelliktir. Hedefleme ligandları, görüntüleme etiketleri, terapötik ilaçlar, ve diğer işlevselliklerin hepsi kanserin hedefe yönelik moleküler görüntüleme ve moleküler terapi için izin verecek şekilde entegre edilebilir. Büyük adımlar atıldı ve pek çok prensip çalışması başarıyla gerçekleştirildi. Gelecek, her zamankinden daha parlak gözüküyor, ancak ele geçirilmesi gereken pek çok engeli var. Çoklu reseptör hedefleme, çok modlu görüntüleme ve çok terapötik varlıklarla altın nanopartiküllere dayanan çok işlevli bir platform, kansere karşı “sihirli altın mermisi” sözünü tutar

Altın nanopartiküllerin biyomedikal uygulamaları: Kanser nanoteknolojisi, moleküler görüntüleme, moleküler tanı, hedefli terapi ve biyoinformatik dahil olmak üzere, kanserin ortaya çıkmasında geniş çapta potansiyel uygulamalar olan disiplinler arası bir alandır. Kanser nanoteknolojisinin devam eden gelişimi, genetik ve protein biyolojik belirteçlerinin her bir hastanın moleküler profiline dayalı kanseri teşhis ve tedavisinde kullanılabileceği kişiselleştirilmiş onkoloji vaadini taşıyor. Altın nanoparçacıklar, in vitro deneyler, in vitro ve in vivo görüntüleme, kanser tedavisi ve ilaç verme gibi çeşitli alanlarda araştırılmıştır

Çok fonksiyonellik, nanoparçacıkların geleneksel yaklaşımlara göre en önemli avantajıdır. Hedefleme ligandları, görüntüleme etiketleri, terapötik ilaçlar ve diğer birçok işlevsel kısımlar, hedeflenen moleküler görüntüleme ve kanserin moleküler terapisi için nanoparçacık konjugatına entegre edilebilir. Altın nanoparçacık, hem görüntüleme hem de tedavi uygulamaları için istifade edilebilen, kendine güvenen optik özelliklerinden dolayı bir anlamda benzersizdir. Nanotıpın geleceği, hem terapötik bileşenleri hem de multimodal görüntülemeyi birleştiren çok fonksiyonlu nanoplatformlarda yatıyor. Nihai hedef, nanopartikül bazlı ajanların, sistemik toksisite olmaksızın, etkili, spesifik in vivo ilaç vermesine izin verebilmesidir ve verilen doz ve terapötik etkinlik, zaman içinde noninvaziv olarak doğru bir şekilde ölçülebilir.