تصل واجهات الغاز والسائل إلى اهتمام خاص بالطب الحيوي. اكتسبت الفقاعات الدقيقة ، عوامل التباين بالموجات فوق الصوتية للروتين السريري ، اهتمامًا متزايدًا كمنصات علاجية بسبب الاستجابة الصوتية المحفوظة ، وقدرات اقتران الأدوية ، وإمكانية التطبيق في فتح الحاجز البيولوجي.
أظهر العلماء في Skoltech ، و MIPT ، ومعهد Prokhorov للفيزياء العامة التابع لـ RAS ، والعديد من المؤسسات الأخرى أن الفقاعات الدقيقة المصنوعة من بروتين يسمى الألبومين هي ناقلات فعالة لتوصيل العوامل الديناميكية الضوئية ، وهي الأدوية المستخدمة في مراحل متقدمة العلاج المضاد للسرطان يتجنب العديد من الآثار الجانبية للعلاج الكيميائي والإشعاعي.
علق الباحث الرئيسي في الدراسة ، البروفيسور دميتري غورين من Skoltech Photonics ، "العلاج الضوئي يتضمن حقن مركب حساس للضوء في مجرى الدم وإضاءة الورم بالضوء الذي يتطابق طوله الموجي مع المركب ، إما من خلال الجلد أو بالمنظار. بعد امتصاص الطاقة الضوئية بواسطة عامل التحسس ، يؤدي هذا إلى ظهور الجذور الحرة والشكل العدواني من الأكسجين ، الذي يقتل الخلايا بطريقة مركزة للغاية في المنطقة المعرضة للضوء. "
قال المؤلف الرئيسي للورقة ، خريج ماجستير العلوم في Skoltech ، رومان بارمين: "ما فعلناه في هذه الدراسة هو أننا أظهرنا عاملين شائعين للحساسية للضوء يربطهما بالألبومين ، وهو بروتين مصل بقري ، وينتج عنه نشاط ضوئي أكبر ، ويؤدي تحفيز البروتين-الدواء المتقارن إلى فقاعات إلى زيادة كفاءة أكبر. يمكن استخدام هذا لتعزيز العلاج الضوئي للسرطان ".
في التجربة ، استخدم العلماء مادتين تجاريتين للحساسية الضوئية لإظهار الارتباط التساهمي للألبومين بفثالوسيانين الزنك وربطه الكهروستاتيكي بفثالوسيانين الألومنيوم. الأول هو عامل العلاج الضوئي الذي حصل على الموافقة السريرية ، بينما لا يزال الأخير في الاختبار السريري. "لإثارة" فقاعات الهواء ، تم إخضاع محلول فثالوسيانين - الألبومين للموجات فوق الصوتية بالتردد المناسب ودرجة الحرارة المناسبة.
وأشار بارمين ، "بينما يعتبر توصيل الفقاعات الدقيقة نهجًا شائعًا بشكل عام ، فإن هذه الدراسة هي الأولى التي تستخدم فقاعات الألبومين في سياق العلاج الضوئي الديناميكي وتعمل مع مادتي الفثالوسيانين اللذين درسناهما. الفكرة وراء توصيل الفقاعات الدقيقة هي أن غلاف الفقاعة الهوائية يمكن أن يحزم بكثافة جزيئات العوامل الديناميكية الضوئية ، ويمكن أن "تنفجر" الفقاعات بسهولة بواسطة الموجات فوق الصوتية الطبية بطريقة مضبوطة لإطلاق الدواء ".
علق البروفيسور دميتري جورين من Skoltech Photonics قائلاً: أشارت الاختبارات إلى نجاح توصيل العامل إلى الخلايا. هدفنا التالي هو فهم أعمق لتفاعلات الخلايا الدقيقة لتعزيز الأداء العلاجي ".
بعد استكشاف خصائص الفقاعات الدقيقة ، خلص الفريق إلى أن الفقاعات الدقيقة المقترنة ديناميكيًا لها خصائص فيزيائية كيميائية محسّنة: تحافظ الفقاعات على نفس متوسط القطر مثل نظيراتها الخالية من الفثالوسيانين (المستخدمة في التصوير بالموجات فوق الصوتية) ، وهو أمر مفيد للتحكم في أدائها ، أثناء وجودها في في نفس الوقت وجود تركيز أعلى للفقاعات واستقرار التخزين.
بارمين محمد, كان السؤال التالي هو: هل ستزيد الفقاعات الدقيقة من كفاءة العوامل الديناميكية الضوئية التي تنقلها؟ طور زملاؤنا من معهد بروخوروف للفيزياء العامة تقنية تستخدم تعليق خلايا الدم الحمراء لاختبار ذلك بالضبط. كانت النتيجة واضحة: بالنسبة لكلا الوكلاء ، أثبت مركب الفثالوسيانين - الألبومين أنه أكثر فعالية من الفثالوسيانين العادي ، كما أن توصيل الفقاعة الدقيقة زاد من فعالية ضوئية الدواء. ينتج هذا عن تكدس الجزيء الكثيف في غلاف الفقاعات الدقيقة ".
المرجع مجلة:
- رومان إيه بارمين ، إليزافيتا إيه ماكيسموفا وآخرون. فقاعات صغيرة من الألبومين مترافقة مع أصباغ الزنك والألومنيوم الفثالوسيانين لتعزيز النشاط الضوئي. الغرويات والأسطح B: Biointerfaces. دوى: 10.1016 / j.colsurfb.2022.112856
