A gáz-folyadék határfelületek különösen nagy érdeklődést mutatnak a biomedicinában. A mikrobuborékok, a klinikai rutin ultrahang kontrasztanyagai egyre nagyobb figyelmet kaptak terápiás platformként a megőrzött akusztikus válasz, a gyógyszerkonjugációs képesség és a biológiai gátnyitásban való alkalmazhatóság miatt.
A Skoltech, a MIPT, a RAS Prokhorov Általános Fizikai Intézet és számos más intézmény tudósai bebizonyították, hogy az albumin nevű fehérjéből készült mikrobuborékok hatékonyan szállítják a fotodinamikus ágenseket, amelyek a fejlett országokban használt gyógyszerek. rákellenes terápia amely elkerüli a kemo- és sugárterápia számos mellékhatását.
A tanulmány vezető kutatója, Dmitrij Gorin, a Skoltech Photonics professzora megjegyezte: „A fotodinamikus terápia során fényérzékenyítő vegyületet fecskendeznek a véráramba, és a daganatot olyan fénnyel világítják meg, amelynek hullámhossza megegyezik a vegyülettel, akár a bőrön keresztül, akár endoszkóppal. Miután az érzékenyítő szer elnyeli a fényenergiát, szabad gyököket és agresszív oxigénformát hoz létre, amely nagyon koncentráltan pusztítja el a sejteket a fénynek kitett területen.”
A cikk vezető szerzője, a Skoltech MSc diplomás Roman Barmin elmondta: „Ebben a tanulmányban két népszerű fényérzékenyítő ágenst mutattunk be, amelyek albuminnal, egy szarvasmarha szérumfehérjével kötik meg őket, nagyobb fotoaktivitást eredményeznek, és a fehérje-gyógyszer konjugátum buborékokká való felverése még nagyobb hatékonyságnövelést eredményez. Ez felhasználható a fotodinamikus rákterápia előmozdítására."
A kísérlet során a tudósok két kereskedelmi forgalomban kapható fényérzékenyítő anyagot használtak, hogy kimutatják az albumin kovalens kötődését a cink-ftalocianinhoz, valamint elektrosztatikus kötődését az alumínium-ftalocianinhoz. Az előbbi egy fotodinamikus kezelőszer, amely klinikai jóváhagyást kapott, míg az utóbbi még klinikai tesztelés alatt áll. A légbuborékok „felverésére” a ftalocianin-albumin oldatot ultrahangnak vetettük alá megfelelő frekvencián és hőmérsékleten.
Barmin megjegyezte, „Míg a mikrobuborékos adagolás általában népszerű megközelítés, ez a tanulmány az első, amely albuminbuborékokat alkalmaz a fotodinamikus terápia összefüggésében, és az általunk vizsgált két ftalocianinnal dolgozott. A mikrobuborékok bejuttatása mögött meghúzódó ötlet az, hogy a légbuborék héja sűrűn be tudja tölteni a fotodinamikus szerek molekuláit, és a buborékokat orvosi ultrahanggal kényelmesen, szabályozott módon „kipattantathatjuk”, hogy a gyógyszer felszabaduljon.”
Dmitrij Gorin, a Skoltech Photonics professzora megjegyezte: „A tesztek azt mutatták, hogy a szer sejtekhez való eljuttatása sikeres volt. Következő célunk a mikrobuborék-sejt kölcsönhatások mélyebb megértése a terápiás teljesítmény fokozása érdekében.”
A mikrobuborékok jellemzőinek feltárása után a csapat arra a következtetésre jutott, hogy a fotodinamikusan konjugált mikrobuborékok fizikai-kémiai tulajdonságainak profilja javult: A buborékok átlagos átmérője megegyezik a ftalocianinmentes társaikkal (az ultrahangos képalkotásban használatos), ami előnyös a teljesítményük szabályozásában. ugyanakkor magasabb a buborékkoncentráció és a tárolási stabilitás.
Barmin mondott, „A következő kérdés az volt: növelik-e a mikrobuborékok az általuk szállított fotodinamikus szerek hatékonyságát? A Prokhorov Általános Fizikai Intézet munkatársai vörösvérsejt-szuszpenziót használó technikát fejlesztettek ki ennek tesztelésére. Az eredmény egyértelmű volt: mindkét szer esetében a ftalocianin-albumin komplex hatékonyabbnak bizonyult, mint a sima ftalocianinok, és a mikrobuborékok bejuttatása tovább fokozta a gyógyszer fotoaktivitását. Ez a mikrobuborékhéjban található sűrű molekulákból ered."
Journal Reference:
- Roman A.Barmin, Elizaveta A. Makismova et al. Albumin mikrobuborékok cinkkel és alumínium-ftalocianin festékekkel konjugálva a fokozott fotodinamikus aktivitás érdekében. Kolloidok és felületek B: Biointerfészek. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2022.112856
