Indukowane optycznie uwalnianie terapii celowanej
Naukowcy koncentrowali się w dużej mierze na zastosowaniu ultrafioletu (UV), aby uwalniać cząsteczki z nośników i kierować je do miejsc docelowych z ogromną precyzją czasoprzestrzenną. Niestety UV nie przenika wystarczająco głęboko do tkanek, aby być odpowiednie do wielu zastosowań terapeutycznych i diagnostycznych (teragnostycznych). Ponadto ulega silnej absorpcji, powodując niechciane uszkodzenia. Oba te problemy ograniczają jego zastosowanie in vivo. Naukowcy z finansowanego przez UE projektu "Self-assembled thermo-nanoprobes on hollow gold nanoparticles for theragnostic applications" (TNP-HGNS) przezwyciężyli te ograniczenia. Analizowali bliską podczerwień, która głębiej penetruje tkanki i jest absorbowana w minimalnym stopniu, oraz puste w środku nanostruktury złota i srebra, np. kostki, klatki i kule, które dostarczają teragnostyczne cząsteczki. Złoto i srebro gromadzą się w tkankach i intensywnie absorbują bliską podczerwień, lecz można modyfikować ich właściwości optyczne i łatwo funkcjonalizować. Ich zastosowania biologiczne są dobrze ugruntowane, ponieważ nie są one toksyczne ani reaktywne. Gdy pusta w środku nanostruktura metalowa absorbuje promieniowanie w bliskiej podczerwieni, powstająca energia cieplna rozrywa wiązania chemiczne w zamkniętych w nich termolabilnych (zmiennych pod wpływem ciepła) związkach. Naukowcy opracowali szlaki syntezy i funkcjonalizowania termolabilnych nanostruktur ze złota i srebra stosując początkowo barwnik, aby przeprowadzić testy, a następnie doksorubicynę (lek przeciwnowotworowy). Przetestowali in vitro zdolność do uwalniania doksorubicyny i obniżania żywotności komórek MCF7 raka sutka. Zarówno przy stałym naświetlaniu i nanosekundowej pulsacji laserowej stwierdzano wyraźne obniżenie żywotności tych komórek. Przy zastosowaniu źródła stałego promieniowania o mocy 2 W udało się zabić około połowy komórek. Przy stosowaniu źródła nanosekundowej pulsacji laserowej o mocy 320 mW możliwe było zabicie ponad 80% komórek. Uwalnianie optyczne cząsteczek in vivo do celowanej teragnostyki jest bardzo obiecującą techniką. Naukowcom z projektu TNP-HGNS udało się opracować nowe technologie uwalniania na bazie bliskiej podczerwieni, o dowiedzionym działaniu obniżającym żywotność komórek nowotworowych in vitro. To badanie jest prawdziwie przełomowe i otwiera drogę do dalszych poszukiwań, a następnie, w razie powodzenia, badań klinicznych pionierskich metod rozpoznawania i leczenia poważnych chorób. Wyniki projektu opublikowano w 13 artykułach, co zapewni szeroki oddźwięk w świecie nauki.
Słowa kluczowe
Terapia, in vitro, bliska podczerwień, nowotwór złośliwy, nadfiolet, teragnostyka, termo-nanosondy, złoto, srebro, termolabilność, doksorubicyna, laser