Titik kuantum graphene bebas logam menunjukkan potensi pengobatan kanker – Dunia Fisika

<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="Terapi kemodinamik Ilustrasi skema menunjukkan peran titik kuantum graphene, yang berasal dari membran sel darah merah, sebagai nanozim untuk terapi katalitik tumor. (Sumber: FHIPS)”>

Sebuah tim peneliti di Tiongkok telah memelopori penggunaan titik kuantum graphene bebas logam (GQD) baru untuk terapi kemodinamik, sebuah pengobatan kanker non-invasif yang sedang berkembang. Terobosan ini membuka jalan bagi cara yang efisien dan hemat biaya untuk meningkatkan aktivitas katalitik GQD, sekaligus mengatasi masalah toksisitas yang terkait dengan perawatan nanozim berbasis logam.

Mengurangi efek samping

Dalam beberapa tahun terakhir, nanozim berbasis logam (bahan nano dengan karakteristik mirip enzim) telah menunjukkan potensi kuat sebagai agen terapeutik untuk terapi kemodinamik. Perawatan ini bekerja dengan menggunakan nanozim untuk mengkatalisis pemecahan hidrogen peroksida dalam sel kanker, yang mengarah pada produksi radikal hidroksil yang sangat sitotoksik. Namun, upaya untuk menggunakannya secara lebih luas terhambat oleh adanya efek samping yang tidak tepat sasaran dan terus-menerus terkait dengan toksisitas logam.

Dalam upaya mengatasi keterbatasan tersebut, tim yang dipimpin oleh Hui Wang dari Institut Ilmu Fisika Hefei (HFIPS) di Chinese Academy of Sciences – menggunakan proses “satu pot” yang relatif sederhana untuk mensintesis n/p co-doped graphene quantum dot (NPGQDs) – nanozim bebas logam, yang berasal dari membran sel darah merah. NPGQD terbukti sangat efektif dalam mengobati tumor dengan efek samping yang lebih sedikit.

Mempublikasikan temuan mereka di jurnal hal, para peneliti menguraikan bagaimana mereka menggunakan NPGQD sebagai reagen mirip Fenton, yang dapat mengkatalisis hidrogen peroksida untuk menghasilkan radikal hidroksil dalam lingkungan tumor yang sedikit asam, yang menyebabkan kerusakan oksidatif intraseluler dan penghambatan proliferasi sel tumor.

Secara in vitro penelitian terhadap sel kanker menunjukkan bahwa NPGQD menginduksi apoptosis dan ferroptosis (dua jenis kematian sel). Para peneliti juga merawat tikus yang mengandung tumor dengan NPGQD, mengamati 77.71% penghambatan pertumbuhan tumor setelah injeksi intravena dan 93.22% penghambatan untuk injeksi intratumoural, tanpa toksisitas yang tidak sesuai target.

“Khususnya, efek elektron sinergis dari memasukkan nitrogen dan fosfor ke dalam GQD dapat menghasilkan keadaan yang sangat terlokalisasi di dekat tingkat Fermi, sehingga meningkatkan adsorpsi substrat dan meningkatkan aktivitas enzim,” kata penulis pertama Hongji Liu, yang berbasis di State Key Laboratory of Chemo/Biosensing dan Kemometri di Universitas Hunan.

“Hasilnya, kecepatan maksimum Michaelis-Menten sebesar 0.247 µM/s [ukuran laju pembentukan radikal hidroksil], dengan adanya hidrogen peroksida sebagai substrat, melampaui GQD klasik dan graphene oksida sebanyak sepuluh kali lipat,” dia menambahkan.

Area untuk perbaikan

Menurut Liu, terapi kemodinamik menunjukkan beberapa keunggulan dibandingkan pendekatan pengobatan kanker yang ada – termasuk fakta bahwa pendekatan tersebut “selektif terhadap tumor dengan efek samping yang rendah” dan bahwa proses pengobatan dimulai oleh zat endogen seperti hidrogen peroksida, yang berarti bahwa terapi tersebut tidak bergantung pada rangsangan medan luar.

“Terapi kemodinamik juga mampu memodulasi hipoksia dan lingkungan mikro tumor imunosupresif,” jelasnya. “Selain itu, tidak memerlukan alat terapi yang rumit sehingga biaya pengobatannya relatif rendah.”

Ke depan, Liu bermaksud untuk lebih memvalidasi dan menyempurnakan temuannya melalui eksperimen ketat dan analisis data. “Hal ini akan melibatkan pelaksanaan penelitian yang lebih komprehensif, memperluas ukuran sampel, dan mengeksplorasi potensi faktor perancu yang mungkin mempengaruhi hasil. Dengan melakukan hal ini, saya bertujuan untuk memperkuat keandalan dan generalisasi temuan saya,” katanya.

Liu juga berencana berkolaborasi dengan peneliti dan pakar lain di bidangnya untuk mendapatkan berbagai perspektif dan wawasan berbeda. Dalam pandangannya, pendekatan kolaboratif seperti itu dapat membantu mendorong penelitian interdisipliner dan “meningkatkan pemahaman yang lebih holistik” mengenai penerapan dan implikasi temuannya.

Terapi fototermal tiga cabang menghilangkan tumor pada tikus

“Hal ini juga akan memungkinkan pertukaran ide dan identifikasi area potensial untuk perbaikan atau penyelidikan lebih lanjut,” katanya.

“Dalam hal aplikasi klinis dan layanan kesehatan, tujuan saya adalah menerjemahkan temuan penelitian saya menjadi solusi praktis yang dapat bermanfaat bagi pasien dan penyedia layanan kesehatan. Untuk mencapai hal ini, saya akan bekerja sama dengan para profesional medis dan mitra industri untuk mengembangkan dan menyempurnakan prototipe, melakukan uji klinis, dan menilai kelayakan dan efektivitas penerapan solusi ini di lingkungan layanan kesehatan dunia nyata,” kata Liu. Dunia Fisika.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/metal-free-graphene-quantum-dots-show-potential-for-cancer-treatment/