Metallittomat grafeenikvanttipisteet osoittavat potentiaalia syövän hoitoon – Physics World

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/metal-free-graphene-quantum-dots-show-potential-for-cancer-treatment-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/metal-free-graphene-quantum-dots-show-potential-for-cancer-treatment-physics-world-2.jpg" data-caption="Kemodynaaminen hoito Kaaviokuva, joka näyttää punasolujen kalvoista peräisin olevien grafeenikvanttipisteiden roolin nanotsyymeinä kasvainten katalyyttisessä hoidossa. (Kohtelias: FHIPS)”>

Kiinalainen tutkijaryhmä on aloittanut uusien metallittomien grafeenikvanttipisteiden (GQD) käytön kemodynaamisessa terapiassa, joka on nouseva ei-invasiivinen syövänhoito. Läpimurto tasoittaa tietä tehokkaalle ja kustannustehokkaalle keinolle parantaa GQD:iden katalyyttistä aktiivisuutta samalla kun puututaan metallipohjaisiin nanotsyymikäsittelyihin liittyviin myrkyllisyysongelmiin.

Vähentää sivuvaikutuksia

Viime vuosina metallipohjaiset nanotsyymit (nanomateriaalit, joilla on entsyymimäisiä ominaisuuksia) ovat osoittaneet vahvaa potentiaalia kemodynaamisen terapian terapeuttisina aineina. Hoito toimii käyttämällä nanotsyymejä katalysoimaan vetyperoksidin hajoamista syöpäsoluissa, mikä johtaa erittäin sytotoksisten hydroksyyliradikaalien tuotantoon. Niiden laajempaa käyttöä ovat kuitenkin haitanneet jatkuvat metallimyrkyllisyyteen liittyvät sivuvaikutukset.

Pyrkiessään voittamaan nämä rajoitukset, tiimi – jota johtaa Hui Wang Hefein fysiikan instituutit (HFIPS) Kiinan tiedeakatemiassa – käytti suhteellisen yksinkertaista "yhden potin" prosessia syntetisoidakseen n/p-seostettuja grafeenikvanttipisteitä (NPGQD) – metallittomia nanotsyymejä, jotka ovat peräisin punasolujen kalvoista. NPGQD:t osoittautuivat erittäin tehokkaiksi kasvainten hoidossa vähemmillä sivuvaikutuksilla.

Julkaisevat havaintojaan lehdessä asia, tutkijat hahmottelevat, kuinka he käyttivät NPGQD:itä Fentonin kaltaisena reagenssina, joka voi katalysoida vetyperoksidia tuottamaan hydroksyyliradikaaleja hieman happamassa kasvainympäristössä, mikä johtaa solunsisäiseen oksidatiiviseen vaurioon ja tuumorisolujen lisääntymisen estoon.

In vitro syöpäsolututkimukset osoittivat, että NPGQD:t indusoivat apoptoosia ja ferroptoosia (kaksi tyyppistä solukuolemaa). Tutkijat käsittelivät myös kasvaimia kantavia hiiriä NPGQD:llä ja havaitsivat 77.71 %:n tuumorin kasvun eston suonensisäisen injektion jälkeen ja 93.22 %:n eston kasvaimensisäisessä injektiossa, ilman kohteen ulkopuolista toksisuutta.

"Varsinkin synergistinen elektronivaikutus, joka aiheutuu typen ja fosforin lisäämisestä GQD:hen, voi luoda erittäin paikallisia tiloja lähellä Fermi-tasoa, mikä lisää substraatin adsorptiota ja parantaa entsyymiaktiivisuutta", sanoo ensimmäinen kirjoittaja Hongji Liu, joka työskentelee State Key Laboratory of Chemo/Biosensing -laboratoriossa. ja Chemometrics osoitteessa Hunanin yliopisto.

"Tämän seurauksena niiden Michaelis-Mentenin maksiminopeus 0.247 µM/s [hydroksyyliradikaalin muodostumisnopeuden mitta] vetyperoksidin ollessa substraattina ylittää klassisten GQD:iden ja grafeenioksidin nopeuden kymmenkertaisesti." hän lisää.

Parannettavat alueet

Liun mukaan kemodynaamisella terapialla on useita etuja olemassa oleviin syövänhoitomenetelmiin verrattuna – mukaan lukien se, että lähestymistapa on "kasvainselektiivinen ja sillä on vähän sivuvaikutuksia" ja että hoitoprosessin käynnistävät endogeeniset aineet, kuten vetyperoksidi. ei riipu ulkoisesta kentän stimulaatiosta.

"Kemodynaaminen terapia pystyy myös moduloimaan hypoksiaa ja immunosuppressiivista kasvainten mikroympäristöä", hän selittää. "Lisäksi se ei vaadi monimutkaisia ​​terapeuttisia laitteita ja on siten suhteellisen alhaiset hoitokustannukset."

Liu aikoo edelleen vahvistaa ja tarkentaa havaintojaan tiukan kokeilun ja data-analyysin avulla. "Tämä edellyttää kattavampien tutkimusten tekemistä, otoskoon laajentamista ja mahdollisten hämmentäviä tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa tuloksiin. Tällä pyrin vahvistamaan löydösteni luotettavuutta ja yleistettävyyttä”, hän sanoo.

Liu aikoo myös tehdä yhteistyötä muiden alan tutkijoiden ja asiantuntijoiden kanssa saadakseen erilaisia ​​näkökulmia ja oivalluksia. Hänen mielestään tällainen yhteistyöhön perustuva lähestymistapa voi auttaa edistämään tieteidenvälistä tutkimusta ja "edistää kokonaisvaltaisempaa ymmärrystä" hänen tutkimustensa sovelluksista ja vaikutuksista.

Kolmiosainen fototerminen hoito eliminoi kasvaimet hiiristä

"Se mahdollistaa myös ajatusten vaihdon ja mahdollisten parannus- tai lisätutkimuskohteiden tunnistamisen", hän sanoo.

”Kliinisten ja terveydenhuollon sovellusten osalta tavoitteeni on muuntaa tutkimustulokseni käytännön ratkaisuiksi, joista voi olla hyötyä potilaille ja terveydenhuollon tarjoajille. Tämän saavuttamiseksi aion tehdä tiivistä yhteistyötä lääketieteen ammattilaisten ja alan kumppaneiden kanssa kehittääkseni ja jalostaakseni prototyyppejä, suorittaakseni kliinisiä tutkimuksia ja arvioidakseni näiden ratkaisujen toteutettavuutta ja tehokkuutta todellisissa terveydenhuollon ympäristöissä”, Liu kertoo. Fysiikan maailma.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/metal-free-graphene-quantum-dots-show-potential-for-cancer-treatment/