Επιφανειακά τροποποιημένοι νανοράβδοι χρυσού για την στοχευμένη χορήγηση αντικαρκινικών ουσιών

• Κύριος συγγραφέας: Παπαϊωάννου, Λυγερή
• Άλλοι συγγραφείς: Αυγουστάκης, Κωνσταντίνος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2018
• Θέματα: Νανοράβδοι; Νανοσωματίδια χρυσού; Goldnanorods; Gold nanoparticles; 615.265 6

Τα τελευταία χρόνια διεξάγεται σημαντική έρευνα για την εφαρμογή νανοσωματιδίων στην θεραπεία και διάγνωση σοβαρών ασθενειών. Τα νανοσωματίδια χρυσού έχουν μοναδικές ιδιότητες, πχ ευκολία σύνθεσης, επιφάνεια που μπορεί να τροποποιηθεί εύκολα ώστε να προσδεθούν μονάδες στόχευσης ή/και μόρια καθορισμού βιολογικής συμπεριφοράς, ισχυρή απορρόφηση στο εγγύς υπέρυθρο (NIR), οι οποίες επιτρέπουν την εφαρμογή τους στην χορήγηση φαρμάκων, στην θερμική καταστροφή καρκινικών κυττάρων και ως διαγνωστικά. Οι νανοράβδοι χρυσού έχουν λόγω του σχήματός τους πιο ισχυρή απορρήφηση από τα σφαιρικά σωματίδια χρυσού στο εγγύς υπέρυθρο και είναι πολλά υποσχόμενοι νανοφορείς για την αποτελεσματική καταστροφή καρκινικών κυττάρων από την συνδυαστική δράση του αντικαρκινικού φαρμάκου που περιέχουν και της έκλυσης θερμότητας μετά από ακτινοβόλησή τους με λέιζερ εγγύς υπερύθρου. Στην εργασία αυτή, συντέθηκαν νανοράβδοι χρυσού οι οποίες τροποποιήθηκαν επιφανειακά με 8-μερκαπτοοκτανοϊκό οξύ (ΜΟΑ) ή 12-μερκαπτοδεκανοϊκό οξύ (MDA) που θα επιτρέψει την φόρτωσή τους με το αντικαρκινικό φάρμακο πακλιταξέλη μέσω της δημιουργίας υδρόφοβων περιοχών. Επιπλέον, προσδέθηκε κυσταμίνη στις νανοράβδους χρυσού η οποία θα επιτρέψει την πρόσδεση φυλλικού οξέος (FA) στην επιφάνεια των νανοράβδων. Μετά τη χορήγηση των νανοράβδων in vivo, η παρουσία του FA στην επιφάνεια των νανοράβδων θα βοηθήσει στην συσσώρευσή τους στους καρκινικούς όγκους των οποία τα καρκινικά κύτταρα υπερεκφράζουν τον υποδοχέα του FA. Οι νανοράβδοι χρυσού τροποιημένοι με φυλλικό οξύ με βάση την μικροσκοπία ΤΕΜ είχαν μήκος 28,08±3,39 nm και πλάτος 7,94±0,83 nm, συνεπώς είχαν ένα λόγο μήκους προς πλάτος (aspect ratio) 3,54±0,21 nm. Με βάση τις μελέτες αντίστασης των νανοράβδων χρυσού στην επαγόμενη από ηλεκτρολύτη συσσωμάτωση, οι νανοράβδοι εμφάνισαν επαρκή κολλοειδής σταθερότητα ακόμα και σε συγκεντρώσεις ηλεκτρολύτη (NaCl) μεγαλύτερες από τις φυσιολογικές. Επίσης οι νανοράβδοι χρυσού ήταν σταθερές σε ανθρώπινο πλάσμα και θρεπτικό μέσο επώασης κυττάρων (RPMI), καθώς τα βασικά τους φυσικοχημικά χαρακτηριστικά (μέγεθος, ζ-δυναμικό) δεν μεταβλήθηκαν μετά από μία βδομάδα ή και περισσότερο χρόνο επώασης στα παραπάνω μέσα. H ικανότητα πρόσδεσης με φυλλικό οξύ υπολογίστηκε ίση με 31,45% για τις νανοράβδους τροποποιημένες με ΜΟΑ και 26,95% για αυτές τροποποιημένες με MDA. Η φόρτωση των νανοράβδων με πακλιταξέλη ήταν ικανοποιητική και κυμαίνοταν γύρω στο 3% για μία θεωρητική φόρτωση 7%. Οι νανοράβδοι χρυσού εμφάνισαν αργή, παρατεταμένη αποδέσμευση in vitro, με την αποδέσμευση να κυμαίνεται γύρω στο 20% μέσα σε χρονικό διάστημα 48 ωρών. Η κυτταροτοξικότητα των νανοράβδων χρυσού τροποποιημένων ή μη με φυλλικό οξύ μελετήθηκε σε δύο καρκινικές σειρές εκ των οποίων η μία ( MDA-MB-231) εκφράζει τον υποδοχέα φυλλικού οξέος και η άλλη (MCF-7) δεν εκφράζει τον υποδοχέα φυλλικού οξέος. Οι νανοράβδοι χρυσού χωρίς πακλιταξέλη (blank GNRs) εμφάνισαν ένα βαθμό κυτταροτοξικότητας έναντι των παραπάνω καρκινικών σειρών, η οποία πιθανόν οφείλεται στην επιφανειοδραστικής ουσίας CTAB στις νανοράβδους. Οι νανοράβδοι χρυσού φορτωμένες με πακλιταξέλη και τροποποιημένες με φυλλικό οξύ εμφάνισαν λίγο μεγαλύτερη κυτταροτοξικότητα από τις φορτωμένες με πακλιταξέλη αλλά μη-τροποποιημένες με φυλλικό οξύ νανοράβδους χρυσού έναντι των καρκινικών κυττάρων MDA-MB-231. Αντίθετα, στην περίπτωση των MCF-7 καρκινικών κυττάρων οι φορτωμένες με πακλιταξέλη και μη-τροποποιημένες με φυλλικό οξύ νανοράβδοι ήταν λίγο περισσότερο τοξικές από τις φορτωμένες με πακλιταξέλη και τροποποιημένες με φυλλικό οξύ νανοράβδους χρυσού. Με βάση τα αποτελέσματα που λήφθηκαν στην μελέτη αυτή, οι νανοράβδοι χρυσού που συντέθηκαν έχουν ικανοποιητικές φυσικοχημικές ιδιότητες, σταθερότητα και ιδιότητες απελευθέρωσης της πακλιταξέλης. Εμφάνισαν επίσης δραστικότητα έναντι καρκινικών κυττρικών σειρών. Συνεπώς θα μπορούσαν μετά από περαιτέρω μελέτες βελτιστοποίησης να δοκιμαστούν in vivo για την εκλεκτικότητα και αντικαρκινική τους δραστικότητα έναντι όγκων των οπιων τα καρκινικά κύτταρα υπερεκφράζουν τους υποδοχείς φυλλικού οξέος.