A fémmentes grafén kvantumpontok potenciált mutatnak a rák kezelésében – 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="Kemodinamikus terápia Sematikus illusztráció, amely bemutatja a vörösvérsejt-membránokból származó grafén kvantumpontok nanozimek szerepét a tumorkatalitikus terápiában. (jóvoltából: FHIPS)”>

Egy kínai kutatócsoport úttörő szerepet játszott az új fémmentes grafén kvantumpontok (GQD) alkalmazásában a kemodinamikus terápiában, amely egy feltörekvő, nem invazív rákkezelés. Az áttörés megnyitja az utat a GQD-k katalitikus aktivitásának javítására szolgáló hatékony és költséghatékony módszer előtt, miközben kezeli a fémalapú nanozim-kezelésekkel kapcsolatos toxicitási problémákat.

A mellékhatások csökkentése

Az elmúlt években a fémalapú nanozimek (enzimszerű tulajdonságokkal rendelkező nanoanyagok) jelentős potenciált mutattak be a kemodinamikus terápia terápiás szereiként. A kezelés a nanozimek felhasználásával katalizálja a hidrogén-peroxid lebomlását a rákos sejtekben, ami erősen citotoxikus hidroxilgyökök termelődéséhez vezet. A szélesebb körű alkalmazásukra irányuló törekvéseket azonban hátráltatják a fémtoxicitáshoz kapcsolódó, tartósan nem célzott mellékhatások.

E korlátok leküzdése érdekében a csapat – Hui Wang vezetésével a Hefei Fizikai Tudományok Intézetei (HFIPS) a Kínai Tudományos Akadémián – egy viszonylag egyszerű „egyedényes” eljárást alkalmazott n/p társadalékolt grafén kvantumpontok (NPGQD) – fémmentes nanozimek – szintetizálására, amelyek vörösvérsejt-membránokból származnak. Az NPGQD-k rendkívül hatékonynak bizonyultak a daganatok kezelésében, kevesebb mellékhatással.

Eredményeiket a folyóiratban publikálják Anyag, a kutatók felvázolják, hogyan használták az NPGQD-ket Fenton-szerű reagensként, amely katalizálhatja a hidrogén-peroxidot, hogy hidroxilgyököket hozzon létre enyhén savas daganatos környezetben, ami intracelluláris oxidatív károsodáshoz és a tumorsejtek proliferációjának gátlásához vezet.

In vitro rákos sejtekkel végzett vizsgálatok kimutatták, hogy az NPGQD-k apoptózist és ferroptózist (kétféle sejthalál) indukáltak. A kutatók daganatos egereket is kezeltek NPGQD-kkel, megfigyelve a tumornövekedés 77.71%-os gátlását intravénás injekciót követően, és 93.22%-os gátlást intratumorális injekció esetén, a célcsoporton kívüli toxicitás nélkül.

"Nevezetesen, a nitrogén és foszfor GQD-kbe való bejuttatásának szinergikus elektronhatása erősen lokalizált állapotokat hozhat létre a Fermi-szint közelében, ezáltal növelve a szubsztrát adszorpcióját és javítva az enzimaktivitást" - mondja Hongji Liu, az első szerző, a State Key Laboratory of Chemo/Biosensing munkatársa. és Chemometrics at Hunan Egyetem.

„Ennek eredményeként a Michaelis-Menten maximális sebességük, 0.247 µM/s [a hidroxilgyök-képződés mértéke] hidrogén-peroxid mint szubsztrát jelenlétében tízszeresen meghaladja a klasszikus GQD-két és a grafén-oxidét.” teszi hozzá.

Fejlesztendő területek

Liu szerint a kemodinamikus terápia számos előnnyel rendelkezik a rákkezelés jelenlegi megközelítéseivel szemben – többek között azt a tényt, hogy a megközelítés „tumorszelektív, csekély mellékhatásokkal”, és hogy a kezelési folyamatot endogén anyagok, például hidrogén-peroxid indítják el, ami azt jelenti, hogy nem függ a külső téringerléstől.

"A kemodinamikus terápia a hipoxia és az immunszuppresszív tumor mikrokörnyezetének módosítására is képes" - magyarázza. "Emellett nem igényel bonyolult terápiás eszközöket, így viszonylag alacsony a kezelési költsége."

A továbbiakban Liu szigorú kísérletezéssel és adatelemzéssel kívánja tovább validálni és finomítani megállapításait. „Ez magában foglalja az átfogóbb vizsgálatok elvégzését, a minta méretének bővítését és az eredményeket befolyásoló lehetséges zavaró tényezők feltárását. Ezzel az a célom, hogy megerősítsem eredményeim megbízhatóságát és általánosíthatóságát” – mondja.

Liu azt is tervezi, hogy együttműködik a terület más kutatóival és szakértőivel, hogy különféle nézőpontokat és betekintést nyerjen. Véleménye szerint egy ilyen együttműködésen alapuló megközelítés segíthet előmozdítani az interdiszciplináris kutatást, és „elősegítheti a kutatási eredmények holisztikusabb megértését”.

A háromágú fototermikus terápia megszünteti a daganatokat egerekben

„Lehetővé teszi az ötletek cseréjét és a lehetséges fejlesztési vagy további vizsgálati területek azonosítását” – mondja.

„Ami a klinikai és egészségügyi alkalmazásokat illeti, az a célom, hogy kutatási eredményeimet olyan gyakorlati megoldásokká alakítsam át, amelyek a betegek és az egészségügyi szolgáltatók javát szolgálhatják. Ennek elérése érdekében szorosan együtt fogok működni egészségügyi szakemberekkel és iparági partnerekkel prototípusok fejlesztése és finomítása, klinikai vizsgálatok lefolytatása, valamint e megoldások valós egészségügyi környezetben való megvalósításának megvalósíthatóságának és hatékonyságának felmérése érdekében” – mondja Liu. Fizika Világa.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/metal-free-graphene-quantum-dots-show-potential-for-cancer-treatment/