✖


Jump to content

Наночастицы золота в химиотерапии

Наночастицы золота

Наночастицы золота в химиотерапии и лучевой терапии — это использование коллоидного золота в терапевтических целях, часто при раке или артрите . Технология золотых наночастиц демонстрирует многообещающие перспективы в улучшении лечения рака. Некоторые свойства, которыми обладают наночастицы золота, такие как небольшой размер, нетоксичность и неиммуногенность, делают эти молекулы полезными кандидатами для систем таргетной доставки лекарств. , нацеленные на опухоль, Поскольку векторы доставки становятся меньше, способность обходить естественные барьеры и препятствия организма становится более вероятной. Чтобы повысить специфичность и вероятность доставки лекарства, опухолеспецифические лиганды могут быть привиты к частицам вместе с молекулами химиотерапевтического лекарства, чтобы позволить этим молекулам циркулировать по опухоли без перераспределения в организме.

Физические свойства

[ редактировать ]
Растворы наночастиц золота разного размера. Разница в размерах приводит к разнице в цветах.

Размер

[ редактировать ]

Размер наночастиц золота варьируется в зависимости от того, для какой терапии они используются. При фототермической терапии рака в каждом тесте используется множество молекул наночастиц золота, и все они должны быть одинаковыми по размеру. С учетом покрытия из ПЭГ диаметр наночастиц составил ~130 нм. [ 1 ] Наночастицы золота, которые действуют как системы доставки лекарств при конъюгации с химиотерапевтическими препаратами, обычно имеют размер от 10 до 100 нм. [ 2 ]

Площадь поверхности играет очень важную роль в доставке лекарств, и на мг золота, поскольку диаметр уменьшается, площадь поверхности, необходимая для транспортировки лекарств, увеличивается до такой степени, что один объем 1 мл сферических наночастиц золота размером 1,8 нм имеет ту же площадь поверхности, что и клетка. телефон. [ 3 ]

Векторизация лекарств требует большей специфичности и синтезируется в пределах однозначных размеров в диапазоне 3-7 нм. [ нужна ссылка ]

Антибактериальные методы лечения проверяют различные размеры клеток на целевые типы; 10, 20 и 40 нм. [ 4 ]

Цвет

[ редактировать ]

Благодаря способности настраивать размер и поглощение AuNP, эти молекулы могут различаться по цвету, который они излучают. Цвета растворов AuNP обычно варьируются от винно-красного до бледно-синего. Эти цвета играют необходимую роль в синтезе AuNP как индикаторы восстановления . [ 5 ] Цвет AuNP можно изменить путем приложения давления, которое придает наночастицам красноватый оттенок. [ 6 ]

Синтез

[ редактировать ]

Дополнительную информацию о синтезе AuNP для медицинского использования см. в разделе Коллоидное золото.

Другой синтез может включать нацеливание на тип клеток . Опухоль состоит из множества типов клеток, поэтому воздействие на один тип клеток неэффективно и потенциально опасно. В лучшем случае этот тип нацеливания окажет лишь незначительное влияние на уничтожение опухоли. Опухоли постоянно меняются, и поэтому нацеливание на фенотип становится бесполезным. Сохраняются две основные проблемы: как добраться до цели и как уничтожить разнообразные клетки. [ нужна медицинская ссылка ]

Лечение

[ редактировать ]

Фототермическая терапия рака

[ редактировать ]
Основная статья: Фототермическая терапия

Прямой метод доступа и уничтожения опухолевых клеток может быть осуществлен с помощью фототермической терапии рака или фотодинамической терапии (ФДТ). Известно, что эта процедура позволяет лечить небольшие опухоли, к которым трудно получить доступ, и позволяет избежать недостатков (неблагоприятных последствий) традиционных методов, включая ненужное разрушение здоровых тканей. [ 7 ] Клетки разрушаются под воздействием света, разрывая мембраны, вызывая высвобождение пищеварительных ферментов. AuNP имеют высокие сечения поглощения, требующие лишь минимального затрат энергии облучения . влили наночастицы металлов, клетки карциномы молочной железы человека, в которые in vitro Было показано, что увеличивают заболеваемость при воздействии ближнего инфракрасного диапазона (NIR) . [ 7 ] Кратковременное воздействие NIR in vivo (4–6 минут) привело к такому же эффекту. Хирш и др. заметили, что чрезмерное нагревание опухолей может вызвать необратимое повреждение тканей, включая коагуляцию , сокращение клеток и потерю ядерного напряжения. Результаты терапии нанооболочками in vivo у мышей показали проникновение в опухоль размером ~5 мм. Металлические частицы были настроены на высокое поглощение и рассеяние , что привело к эффективному преобразованию света в тепло, охватывающему большую площадь поверхности. [ 8 ] Группа Эль-Сайеда изучала эффекты AuNP in vitro и in vivo. Они определили, что длины волн ближнего ИК-диапазона преобразуются в тепло в пикосекундном масштабе времени, что позволяет при кратковременном воздействии непрерывного излучения минимизировать возможное воздействие на здоровые клетки. In vitro фототермическая терапия применялась на линиях эпителиальных клеток полости рта (HSC 313 и HOC 3 Clone 8) и на одной доброкачественных линии эпителиальных клеток (HaCaT). Эль-Сайед и др. обнаружили, что злокачественным клеткам, подвергшимся инкубации в AuNP, конъюгированных с рецептором антиэпителиального фактора роста (EGFR), требуется вдвое меньше энергии для разрушения клетки, чем доброкачественной клетке. Их материал включал покрытые золотом нанооболочки кремнезема, которые могли избирательно поглощать волны ближнего ИК-диапазона. Частицы настраивались путем изменения толщины оболочки из золота и изменения размера кремнеземного ядра. При воздействии этих частиц на NIR эффективность Au измерялась по снижению EFGR в клетках плоскоклеточного рака полости рта. [ 8 ] Существуют различные биотехнологические достижения для доставки лекарств in vivo. Чтобы эффективно воздействовать на злокачественные клетки, AuNP были конъюгированы полиэтиленгликолем, процесс, известный как ПЭГилирование . Это маскирует инородные частицы от иммунной системы, так что они достигают пункта назначения и увеличивают время циркуляции в системе. Конъюгация антител покрывает поверхность наночастицы клеточными маркерами, чтобы ограничить распространение только на злокачественные клетки. [ 8 ] Тестирование in vivo на мышах, у которых развились карциномы толстой кишки мышей опухолевые клетки . Им вводили раствор AuNP, которым давали возможность распространиться через 6 часов. Окружающие клетки были протерты ПЭГ и подвергнуты лазерной обработке для обнаружения аномального нагрева, указывающего на области, где могли собираться нанооболочки Au. Область инъекции также обрабатывалась ПЭГ для максимального проникновения света. [ 8 ]

Несмотря на несомненный успех золотых наностержней или нанооболочек в качестве фототермических агентов в доклинических исследованиях , они еще не получили одобрения для клинического использования, поскольку их размер превышает порог почечной экскреции . [ 9 ] В 2019 году было сообщено о первой плазмонной сверхмалой в наноархитектуре, поглощающей БИК-излучение, которая совместно сочетает в себе: (i) эффективное фототермическое преобразование, подходящее для многократного лечения гипертермией , и (ii) выведение строительных блоков почками после терапевтического действия. . [ 10 ]

Радиочастотная терапия

[ редактировать ]
Основная статья: Радиочастотная абляция

Процедуры рентгеновской радиографии включают диагностику раковых клеток посредством процесса получения изображений. [ 11 ] Эти методы основаны на поглощении рентгеновских лучей обнаженной тканью для улучшения качества изображения. При некоторых радиологических процедурах, таких как радиочастотная терапия, контрастное вещество вводится в целевую раковую ткань, что приводит к увеличению ослабления рентгеновского излучения. [ нужна медицинская ссылка ]

Лечение радиочастотной терапией включает разрушение клеток опухолевой раковой ткани посредством дифференциального нагрева раковой ткани с помощью радиочастотной диатермии. [ 12 ] Этот дифференциальный нагрев является результатом кровоснабжения организма, отводящего тепло и охлаждающего нагретые ткани.

Наночастицы золота являются отличными поглотителями рентгеновских лучей благодаря высокому атомному номеру. 197 Ау. Это позволяет увеличить массу элемента, обеспечивая большую площадь поглощения рентгеновских лучей. Действуя как контрастный агент и вводясь в раковые опухолевые клетки, он приведет к более высокой дозе облучения раковой ткани во время лучевой терапии. [ 13 ] Кроме того, наночастицы золота более эффективно удаляются из клеток здоровой ткани по сравнению с раковыми клетками, что делает их перспективными радиосенсибилизаторами. [ 14 ]

Ангиогенезная терапия

[ редактировать ]
Основная статья: Терапевтический ангиогенез

Ангиогенез – это процесс, включающий образование новых кровеносных сосудов из ранее существовавших сосудов. Он включает в себя деградацию внеклеточного матрикса , активацию , миграцию, пролиферацию и дифференцировку эндотелиальных клеток в сосуды. Говорят, что он играет большую роль в росте и распространении раковых клеток. [ 15 ]

Процесс ангиогенеза включает использование как промоторов , так и ингибиторов , балансируя процесс за счет образования новых кровеносных сосудов только при необходимости. Примеры промоторов включают фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и фактор роста фибробластов (FGF). Примеры ингибиторов включают рецептор 1 фактора роста эндотелия сосудов и т. д.

Прогрессия опухоли происходит в результате перехода опухоли в стадии дремлющей пролиферации в активную стадию под действием кислорода и питательных веществ. Эта активная стадия приводит к состоянию клеточной гипоксии, что вызывает повышенную регуляцию белков проангиогенеза, таких как VEGF. Это приводит к распространению воспалительных белков и раковых клеток вдоль вновь созданных кровеносных сосудов. [ 16 ]

AuNP обладают способностью ингибировать ангиогенез путем прямой координации с факторами роста, связывающими гепарин. Они ингибируют фосфорилирование белков, ответственных за ангиогенез, в зависимости от дозы. В концентрациях 335-670 нМ наблюдалось практически полное ингибирование фосфорилирования. [ 7 ] Было обнаружено, что вследствие ангиогенеза развивается ревматоидный артрит из-за большей способности распространять воспалительные белки. За счет ингибирования ангиогенеза преобладает уменьшение ревматоидного артрита. [ 7 ] Кроме того, ангиогенные ингибиторы имеют критическое ограничение из-за нестабильности биологических условий и необходимости высоких дозировок. Чтобы противостоять этому, была разработана новая стратегия разработки методов лечения, направленных на опухолеассоциированный ангиогенез посредством использования нанотехнологий и антиангиогенных агентов, известная как антиангиогенная терапия. Этот подход решил проблему нестабильности ограничения за счет ускорения доставки ангиогенеза. ингибиторы. [ 16 ]

Наночастицы золота проявляют антиангиогенные свойства, ингибируя функцию проангиогенных гепарин-связывающих факторов роста (HG – GF), яркими примерами которых являются фактор роста эндотелия сосудов 165 (VEGF165) и основной фактор роста фибробластов ( bFGF ). из которых являются проангиогенными промоторами. Исследования Рошель Р. Арвизо и др. показали, что использование AuNP различного размера и поверхностного заряда играет важную роль в его ингибирующих эффектах. [ 17 ]

В сегодняшних биологических областях использование нанотехнологий позволило косвенно использовать AuNP для доставки ДНК в клетки млекопитающих; тем самым уменьшая опухолевые агенты и повышая эффективность переноса электронов за счет модуляции активности глюкозооксидазы. Текущие текущие исследования в лабораториях клиники Мэйо включают изучение AuNP в качестве посредников для доставки реагентов, способных манипулировать ангиогенной реакцией in vivo. [ 18 ]

Современные ангиогенные ингибиторы, используемые сегодня и одобренные USFDA для лечения рака, — это Аястин, Нексавар , Сутент и Аффинитор. [ 15 ]

Антибактериальная терапия

[ редактировать ]

Наночастицы золота используются в качестве частиц, нацеленных на бактерии, в антибактериальной терапии. Терапия воздействует на бактерии с помощью светопоглощающих наночастиц золота (10, 20, 40 нм), конъюгированных со специфическими антителами, таким образом избирательно убивая бактерии с помощью лазера. [ 4 ]

Исследования показали эффективность этого метода в уничтожении золотистого стафилококка , который является важным патогеном человека, ответственным за широкий спектр заболеваний, таких как кожные и раневые инфекции, синдром токсического шока , септический артрит , эндокардит и остеомиелит . В этой системе повреждение бактерий вызвано наведением сильного лазера, что приводит к эффектам перегрева, сопровождающимся явлениями образования пузырьков вокруг кластерных наночастиц золота. [ нужна медицинская ссылка ]

Селективное нацеливание на S. aureus осуществляли с использованием моноклональных антител к одному из основных поверхностно-кластерных белков, белку А (spa), который связан с пептидогликановой частью клеточной стенки. Моноклональные антитела обеспечивают нацеливание на конкретную клетку, что важно для этого механизма. Эффективность уничтожения зависит от локальных эффектов перегрева, сопровождающихся явлениями образования пузырьков, образование пузырьков усилит эффект уничтожения PT. Более высокая эффективность нагрева является результатом улучшенной способности ограничивать наносекундный лазерный импульс в пределах размера нанокластера. Перекрытие пузырьков из разных наночастиц внутри нанокластеров снижает порог образования пузырьков. Увеличение среднего локального поглощения кластера и его потенциального красного смещения (от 525 нм для одиночной сферической наночастицы золота до 700–800 нм для нанокластеров) в ответ на плазмон-плазмонный резонанс. [ 4 ]

Векторизация наркотиков

[ редактировать ]

Другой способ использования AuNP в терапии рака — это агенты для адресной доставки лекарств . Исследования показывают, что AuNP можно легко функционализировать и конъюгировать с различными молекулами, включая химиотерапевтические препараты, такие как доксорубицин . [ 19 ] [ 20 ] Одним из основных осложнений современных методов лечения рака с помощью химиотерапии является то, что лечение не оптимизировано специально для воздействия на раковые клетки, а широкое распространение химиотерапевтических препаратов по всему организму может вызвать вредные побочные эффекты, такие как насморк , выпадение волос и кардиотоксичность . [ 20 ] Поскольку многие характеристики AuNP позволяют им специфически воздействовать на раковые клетки и накапливаться внутри опухолевых клеток, эти молекулы могут действовать как системы доставки лекарств, нацеленные на опухоли. Попав в микроокружение опухоли, эти комплексы диссоциируют и высвобождают химиотерапевтическое средство, позволяя лекарству подействовать и в конечном итоге вызвать апоптоз .

Наночастицы золота имеют свои преимущества при векторизации лекарств . разных размеров и типов Они могут содержать дендримеры , а также несколько разных типов лигандов для эффективного лечения различных типов рака. Например, исследования показывают, что 80–90% опухолевых клеток рака молочной железы имеют рецепторы эстрогена. [ 21 ] и 60–70% опухолевых клеток рака простаты имеют рецепторы андрогенов . [ 22 ] Это значительное количество гормональных рецепторов играет роль в межмолекулярных взаимодействиях. Эта роль теперь используется путем нацеливания и терапевтических лигандов противоопухолевых на наночастицы золота для нацеливания на тканеселективную доставку препаратов . Чтобы множественные нацеливающие и терапевтические лиганды связывались с наночастицами золота, наночастицы золота должны сначала подвергнуться полимерной стабилизации. Затем молекулы антиэстрогена с тиолированным ПЭГ связываются с наночастицами золота посредством связей Au-S, образуя наночастицы золота, защищенные тиолатом . [ 23 ]

ПЭГилированные наночастицы золота

Доцетаксел упакован в ПЭГилированные наночастицы золота. [ 24 ] Доцетаксел – это антимитотический химиотерапевтический препарат, показавший высокую эффективность в клинических испытаниях. [ 25 ] Доцетаксел был одобрен FDA для лечения нескольких различных видов рака . т.е. рак молочной железы (включая местно-распространенный или метастатический). [ 25 ]

Одобрение рынка

[ редактировать ]

Пилотное исследование терапии AuroLase™ (золотые нанооболочки) при рефрактерных и/или рецидивирующих опухолях головы и шеи было завершено в 2009 году. [ а ] и в двух исследованиях в настоящее время используется терапия AuroLase™ для лечения первичного/метастатического рака легких. [ б ] и для рака простаты. [ с ] Другие наночастицы золота, представленные на рынке, в основном предназначены для синтеза комплексов наночастиц в исследованиях. Nanocomposix специализируется на производстве наночастиц различных размеров, контролируемых путем изменения концентрации реагента-восстановителя и HAuCl4. [ 26 ]

Sigma Aldrich предлагает шесть сферических наночастиц золота различных размеров и разработала золотые наночастицы для аналогичного использования. Поверхность вызывает красное смещение пика поверхностного плазмона по сравнению со сферическими наночастицами золота. [ 27 ]

Нанопарц [ 28 ] предлагает наночастицы золота и наностержни золота для доклинической терапии in vivo, которые широко используются в доклинической терапии, включая фототермическую гипертермию и доставку химиотерапевтических лекарств. Пилотное исследование с использованием Ntracker [ 29 ] Разработка золотых наностержней была завершена в 2012 году и применялась на семи собаках с солидными раковыми опухолями различной степени тяжести. [ 30 ] [ 31 ] Результаты показали значительную нагрузку золотых наностержней после внутривенного введения в раковые опухоли и значительный нагрев опухолей внешним лазером. Изображения находятся по адресу [ 32 ]

Побочные эффекты и ограничения

[ редактировать ]

Форма

[ редактировать ]

В зависимости от формы молекулы поглощение будет меняться, т.е. сферические частицы будут поглощать волны ближнего ИК-диапазона с относительно низким поглощением по сравнению с длинными стержнями. [ 33 ] Чан и др. заметили, что сферические наночастицы размером 50 нм поглощаются более эффективно, чем более крупные и меньшие частицы той же формы. Что касается размера, сферы были собраны более эффективно, чем стержни. [ 34 ] Способность большего поглощения нанооболочек клеткой будет локализоваться в перинуклеарной мембране и накапливаться, оказывая токсическое воздействие.

Заряжать

[ редактировать ]

Электростатические взаимодействия были также исследованы Ротелло и др. путем конъюгирования AuNP с анионными и катионными функциональными группами . Их результаты показали, что токсичность более выражена у AUNP, конъюгированных с катионными функциональными группами, вследствие электростатических взаимодействий с анионной клеточной мембраной . [ 35 ]

Концентрация

[ редактировать ]

Концентрации наночастиц золота в биологических системах практического использования составляют от 1 до 100 наночастиц на клетку. могут оказаться нетоксичными, Высокие концентрации могут привести к неблагоприятным последствиям для структуры и функции клеток, которые в анализах но было обнаружено, что приготовление частиц оказывает аномальное воздействие на клетку. [ 36 ] Если большие концентрации быстро очищают кровеносные сосуды, нанооболочки могут накапливаться в крупных органах (в основном в печени и селезенке ). Остаточные концентрации этих частиц были также обнаружены в почках , легких , мышцах , мозге и костях мышей через 28 дней. Концентрация раствора, вводимого внутривенно 2,4*10. 11 нанооболочки/мл. Даже без полного удаления из системы нанооболочки не вызывали у мышей каких-либо физиологических осложнений. [ 37 ] Су и др. наблюдали корреляцию с концентрацией Au 3 Cu и повреждением клеток. Клетки инкубировали в концентрациях 0,001 и 200 мг/мл. −1 Au 3 Cu. Они пришли к выводу, что жизнеспособность клеток составляет 15%, а повреждение клеток зависит от дозы. Снижение жизнеспособности клеток было обнаружено в экспериментах in vivo; также связано с дозировкой. [ 38 ] Цитотоксичность не является серьезной проблемой при использовании AuNP, поскольку они локализуются в везикулах и цитоплазме, а не в ядре. Таким образом, никаких осложнений из-за их агрегации в этих частях клетки не возникло. [ 39 ]

Обогрев

[ редактировать ]

Двумя ключевыми факторами, которые следует учитывать при облучении наночастиц золота в раковых клетках, являются скорость охлаждения решетки и теплосодержание решетки. Скорость охлаждения решетки показывает, насколько быстро тепло частицы распространяется в окружающую среду. Если скорость охлаждения частицы слишком мала, содержание тепла в решетке можно увеличить с помощью излучения умеренной энергии (40 мкДж/фс с лазером 100 фс при длине волны 800 нм) до такой степени, что золотые наностержни можно расплавить для создания сферических наночастиц, которые становятся фототермически неактивными. [ 40 ] Это разложение было показано с использованием золотых наностержней, покрытых фосфатидилхолиновыми лигандами, в клетках HeLa с использованием импульсного лазера, и они больше не были полезны для лечения из-за их низкого поглощения БИК-излучения. [ 41 ] Также было показано, что лазерные импульсы высокой энергии фрагментируют наностержни на более мелкие частицы. [ 40 ] Хотя эти структурные изменения, вызванные лазерными импульсами, можно использовать для дезактивации фототермических эффектов этих частиц после лечения, полученные сферические частицы или другие фрагменты частиц могут привести к осложнениям во время или после лечения, когда наночастицы золота используются для клинического лечения и визуализации рака. клетки. [ 40 ] [ 41 ]

Ограничением фототермической химиотерапии с использованием наночастиц золота является выбор лазера при проведении лечения. Импульсные лазеры предлагают очень селективное лечение раковых клеток на небольшой локализованной площади, но могут привести к потенциальному разрушению частиц и имеют низкую эффективность нагрева из-за потерь тепла при возбуждении одиночным импульсом. [ 40 ] Лазеры непрерывного действия имеют более высокую эффективность нагрева и лучше работают при нагреве больших площадей с меньшим риском разрушения нагреваемых наночастиц. Однако лечение лазерами непрерывного действия длится намного дольше по сравнению с лечением импульсным лазером. [ 40 ] Ограничением фототермической терапии в отношении используемого лазера является глубина обрабатываемой опухоли. Большинство лазеров, используемых для абляции опухолей с использованием наночастиц золота, могут проникать в мягкие ткани лишь на несколько сантиметров, что делает невозможным проникновение в опухоли дальше в организме. [ 42 ] Поиск способа проведения терапии в клетках, расположенных дальше в организме, не повреждая окружающие клетки, имеет важное значение для того, чтобы сделать этот метод жизнеспособным в качестве лечения рака в будущем.

Токсичность

[ редактировать ]

Токсичные прекурсоры

[ редактировать ]

Исследования на клетках лейкемии человека показали, что длительное воздействие AuNP не повреждает клетки даже при ~ 100 мкМ Au. Скорее они уменьшили количество активных форм кислорода в клетке. Однако предшественники синтеза AuNP ( CTAB и HAuCl 4 ) оказались токсичными при небольших концентрациях (10 мкМ); бесплатный CTAB особенно. Исследования клеток HeLa , проведенные Niidome et al., дополнительно подтверждают это утверждение, изучая корреляцию с удалением избытка CTAB. [ 43 ] [ 44 ] и жизнеспособность клеток выросла до 90%. [ 43 ]

Токсичность наночастиц in vivo и in vitro

[ редактировать ]

было показано, После использования наночастиц для фототермической терапии in vitro высокие концентрации активных форм кислорода (АФК). что внутри обработанных раковых клеток образуются [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] Хотя эти виды не представляют опасности для мертвых раковых клеток, они могут вызвать окислительный стресс в окружающих здоровых клетках, если образуется достаточное количество АФК, что приводит к гибели здоровых клеток. [ 45 ] [ 46 ] Этот окислительный стресс можно пассивировать, используя полимеры в качестве восстановителей (после деградации наночастиц), а повреждение от АФК можно уменьшить за счет целевого поглощения наночастиц раковыми клетками. Механизм окислительного стресса, вызываемого наночастицами в организме, до сих пор остается предметом изучения и представляет собой возможное ограничение при использовании наночастиц золота с радиацией внутри организма. [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]

Хотя существует множество исследований in vitro наночастиц золота, используемых для химиотерапии, исследования in vivo редки и часто дают противоречивые результаты. Например, одно исследование in vivo показало, что наночастицы золота размером 13 нм, циркулирующие в кровотоке, часто «накапливаются в печени и селезенке и… имеют длительное время циркуляции крови». [ 48 ] Кроме того, было показано, что наночастицы размером от 8 до 37 нанометров вызывают аномальные симптомы, приводящие к смерти мышей из-за медицинских осложнений в селезенке, печени и легких. Тем не менее, другие исследования показали, что наночастицы золота размером 20 нм могут проникать в сетчатку, не вызывая каких-либо цитотоксических эффектов, а наночастицы диаметром 13 нм не токсичны для организма. Многие утверждают, что эти результаты различаются из-за разных концентраций наночастиц, используемых в этих экспериментах, и требуют дальнейших исследований. [ 48 ]

Исследования биобезопасности и биокинетики биоразлагаемых сверхмалых наноархитектур показали, что наночастицы золота способны избегать накопления металлов в организмах за счет выхода через почки. [ 49 ] [ 50 ]

Частично проблема этих исследований заключается в отсутствии надежных методов определения поглощения наночастиц золота in vivo без исследования места опухоли посмертно. Поглощение наночастиц золота в клетках часто осуществляется путем посмертного исследования органов инъецированных мышей. Этот метод невозможно воспроизвести во время клинических испытаний, поэтому необходимо разработать новые методы для определения поглощения клетками, чтобы избежать более высоких концентраций наночастиц золота в организме, приводящих к токсическим эффектам. [ 42 ] Одним из недавно предложенных методов преодоления этого ограничения является радиоактивное мечение . Поглощение тиолированных наночастиц золота недавно контролировалось с использованием 111 In -меченых полимерных оболочек, окружающих наночастицы золота, и показывает возможный путь решения этой проблемы, но эти полимерные оболочки можно удалить из частицы, что делает более стабильную систему маркировки необходимой для этих целей. виды исследований. [ 51 ]

Другое использование

[ редактировать ]
Лиганд, используемый для уменьшения агрегации золотых наностержней.

Наночастицы золота можно использовать косвенно в терапевтических целях. Проблема ангиогенеза описывает образование новых кровеносных сосудов, которые не только увеличивают распространение раковых клеток, но и могут способствовать распространению белков, ответственных за ревматоидный артрит. Поскольку AuNP уменьшают ангиогенез, в результате снижается риск развития ревматоидного артрита. [ 7 ] Чемберленд и др. изучали использование золотых наностержней, конъюгированных с анти- ФНО (AuNR), ex vivo в хвостовых суставах крыс для снижения эффекта ревматоидного артрита. Они наблюдали эффекты системы доставки лекарств с помощью технологии PAT . Наиболее эффективными оказались свойства AuNR: размеры 45 x 15 нм с пиком поглощения 660 нм. Такая настройка позволила улучшить контраст между целевыми областями и внутрисуставной тканью. Таким образом, было замечено, что AuNR, конъюгированные с этанерцептом, повышают светочувствительность. Техника визуализации предоставляет большие возможности для чувствительного отслеживания лекарств in vivo в биотехнологиях . [ 52 ]

ВИЧ

Было обнаружено, что несколько валентностей AuNP ингибируют слияние ВИЧ. 2-нм AuNP-меркаптобензойная кислота была конъюгирована с производным известного антагониста CCR5 , который представляет собой небольшую молекулу, противодействующую рецептору CCR5 , а CCR5 обычно используется ВИЧ для проникновения в клетку. Антагонист CCR5 будет связываться с CCR5, не оставляя мест для связывания ВИЧ. В конечном итоге это приведет к эффекту ограничения ВИЧ-инфекции. [ 7 ]

Гепатит Б

Подготовленные ДНК-зонды AuNPs-вируса гепатита B ( HBV ) можно использовать для непосредственного обнаружения ДНК HBV. Метод, основанный на визуализации обнаружения и флуоресценции, является высокочувствительным, простым и недорогим, что потенциально может применяться к чипам для обнаружения нескольких генов. [ 7 ] Используемый здесь зонд по существу представляет собой биосенсор , специально предназначенный для обнаружения определенного материала. [ 53 ]

Туберкулез

Об успешном применении AuNP- нанозондов колориметрического метода для клинической диагностики сообщили Baptista et al . явилось чувствительным обнаружением в клинических образцах микобактерии туберкулеза , возбудителя туберкулеза у человека. [ 7 ]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Патрик О'Нил Д.; Хирш Л.Р.; Халас, штат Нью-Джерси; Пейн Д.; Вест Дж.Л. (2004). «Фототермическая абляция опухолей у мышей с использованием наночастиц, поглощающих ближнее инфракрасное излучение». Письма о раке . 209 (2): 171–176. дои : 10.1016/j.canlet.2004.02.004 . ПМИД   15159019 .
  2. ^ Дреден, Эрик С; Остин, Лорен А; Макки, Меган А; Эль-Сайед, Мостафа А. (06 декабря 2016 г.). «Размер имеет значение: наночастицы золота в адресной доставке лекарств от рака» . Терапевтическая доставка . 3 (4): 457–478. дои : 10.4155/tde.12.21 . ISSN   2041-5990 . ПМК   3596176 . ПМИД   22834077 .
  3. ^ Свойства и применение золотых наночастиц
  4. ^ Jump up to: а б с Жаров, вице-президент; Мерсер, Кентукки; Галитовская, Е.Н.; Смельцер, М.С. (январь 2006 г.). «Фототермическая нанотерапия и нанодиагностика для избирательного уничтожения бактерий, нацеленных на наночастицы золота» . Биофизический журнал . 90 (2): 619–627. Бибкод : 2006BpJ....90..619Z . дои : 10.1529/biophysj.105.061895 . ПМК   1367066 . ПМИД   16239330 .
  5. ^ Туркевич Ю.; Стивенсон, ПК; Хиллер, Дж. (18 мая 1951 г.). «Изучение процессов зародышеобразования и роста при синтезе коллоидного золота». Дискуссии Фарадеевского общества . 11 : 55–74. дои : 10.1039/DF9511100055 . S2CID   97664009 .
  6. ^ Медегини, Фабио (9 октября 2018 г.). «Влияние высокого давления на оптическое гашение одиночной наночастицы золота» . АСУ Нано . 12 (10): 10310–10316. дои : 10.1021/acsnano.8b05539 . ПМИД   30299926 . S2CID   52946816 .
  7. ^ Jump up to: а б с д и ж г час Буасселье, Э.; Дидье, А. (21 апреля 2009 г.). «Наночастицы золота в наномедицине: препараты, визуализация, диагностика, терапия и токсичность». Обзоры химического общества . 38 (6): 1759–1782. дои : 10.1039/b806051g . ПМИД   19587967 .
  8. ^ Jump up to: а б с д Эль-Сайед, штат Айдахо; Хуанг, X.; Эль-Сайед, Массачусетс (29 июля 2005 г.). «Селективная лазерная фототермическая терапия эпителиальной карциномы с использованием наночастиц золота, конъюгированных с антителами к EGFR». Письма о раке . 239 (1): 129–135. дои : 10.1016/j.canlet.2005.07.035 . ПМИД   16198049 .
  9. ^ Кассано, Доменико; Покови-Мартинес, Сальвадор; Волиани, Валерио (17 января 2018 г.). «Сверхмалый в нано-подходе: возможность использования металлических наноматериалов в клиниках» . Биоконъюгатная химия . 29 (1): 4–16. doi : 10.1021/acs.bioconjchem.7b00664 . ISSN   1043-1802 . ПМИД   29186662 .
  10. ^ Кассано, Доменико; Санти, Мелисса; Д'Оутилия, Франческа; Мапанао, Ана Катрина; Луин, Стефано; Волиани, Валерио (2019). «Фототермический эффект с помощью выделяемых сверхмалых в наноархитектурах, реагирующих на БИК-диапазон» . Горизонты материалов . 6 (3): 531–537. дои : 10.1039/C9MH00096H . hdl : 11384/77439 . ISSN   2051-6347 .
  11. ^ Кюнцель, Р.; Окуно, Э.; Левенхаген, РС; Умиседо, Северная Каролина (14 февраля 2013 г.). «Оценка поглощения рентгеновских лучей растворами наночастиц золота» . ISRN Нанотехнологии . 2013 : 1–5. дои : 10.1155/2013/865283 .
  12. ^ ЛеВин, Х.Х.; Ахмед, Н.; Пикконе, Вирджиния; Шугаар, С.; Фальк, Г. (1980). «Радиочастотная терапия: клинический опыт». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 335 (1): 362–71. Бибкод : 1980NYASA.335..362L . дои : 10.1111/j.1749-6632.1980.tb50761.x . ПМИД   6931530 . S2CID   29358846 .
  13. ^ Хайнфельд, Джеймс Ф.; Дилманян, Ф. Авраам; Слаткин, Дэниел Н.; Смиловиц, Генри М. (2008). «Усиление лучевой терапии с помощью наночастиц золота» . Журнал фармации и фармакологии . 60 (8): 977–985. дои : 10.1211/jpp.60.8.0005 . ПМИД   18644191 . S2CID   32861131 .
  14. ^ Ивосев Владимир; Санчес, Глория Хименес; Хайдар, Дарин Аби; Баззи, Рана; Ру, Стефан; Лакомб, Сандрин (8 декабря 2016 г.). «Импорт и экспорт наночастиц золота: курс обмена в раковых клетках и фибробластах». bioRxiv   10.1101/092601 .
  15. ^ Jump up to: а б Бергерс, Г.; Бенджамин, Л.Е. (2003). «Онкогенез и ангиогенный переключатель». Обзоры природы. Рак . 3 (6): 401–410. дои : 10.1038/nrc1093 . ПМИД   12778130 . S2CID   11096398 .
  16. ^ Jump up to: а б Банерджи, Дебошри; Арфуш, Рания; Сенгупта, Шиладитья (31 января 2011 г.). «Нацеливание на опухолевый ангиогенез, опосредованное нанотехнологиями» . Сосудистая клетка . 3 (1): 3. дои : 10.1186/2045-824X-3-3 . ПМК   3039831 . ПМИД   21349160 .
  17. ^ Арвизо, Рошель Р.; Рана, Субиной; Миранда, Оскар Р.; Бхаттачарья, Решам; Ротелло, Винсент М.; Мукерджи, Приябата (16 января 2011 г.). «Механизм антиангиогенного свойства наночастиц золота: роль размера наночастиц и поверхностного заряда» . Наномедицина . 7 (5): 580–587. дои : 10.1016/j.nano.2011.01.011 . ПМЦ   3138823 . ПМИД   21333757 .
  18. ^ Н/Д, Н/Д. «Нанозолото в антиангиогенной терапии» . Клиника Мэйо . Фонд Мэйо медицинского образования и исследований . Проверено 25 марта 2015 г.
  19. ^ Моршед, Рамин А.; Муроски, Меган Э.; Дай, Цин; Вегшайд, Мишель Л.; Ауффингер, Бренда; Ю, Доу; Хан, Ю; Чжан, Линцзяо; Ву, Мэйцзин (6 июня 2016 г.). «Проникающие в клетки наночастицы золота, модифицированные пептидами, для доставки доксорубицина при метастатическом раке молочной железы в головном мозге». Молекулярная фармацевтика . 13 (6): 1843–1854. doi : 10.1021/acs.molpharmaceut.6b00004 . ISSN   1543-8384 . ПМИД   27169484 .
  20. ^ Jump up to: а б Фу, Инцзе; Фэн, Цишуай; Чен, Ифань; Шен, Яцзин; Су, Цихан; Чжан, Инлэй; Чжоу, Сян; Ченг, Ю (06 сентября 2016 г.). «Сравнение двух подходов к прикреплению лекарства к наночастицам золота и их противораковой активности». Молекулярная фармацевтика . 13 (9): 3308–3317. doi : 10.1021/acs.molpharmaceut.6b00619 . ISSN   1543-8384 . ПМИД   27518201 . S2CID   38857901 .
  21. ^ Осборн СК (1998). «Тамоксифен в лечении рака молочной железы». Н. англ. Дж. Мед . 339 (22): 1609–1618. дои : 10.1056/NEJM199811263392207 . ПМИД   9828250 .
  22. ^ Хайнлайн Калифорния, Чанг С. (2004). «Андрогеновый рецептор при раке простаты» . Эндокр. Преподобный . 25 (2): 276–308. дои : 10.1210/er.2002-0032 . ПМИД   15082523 .
  23. ^ Э. Дреден, Л. Остин, М. Макки, М. Эль-Сайед. «Ther Deliv: размер имеет значение: наночастицы золота в адресной доставке лекарств от рака, 3 (4): 457-478; 2012 г.
  24. ^ А. Франсуа, А. Ларош, Н. Пино, Л. Салмон, Ж. Руис, Ж. Робер, Д. Астрюк.; ChemMedChem: Инкапсуляция доцетаксела в ПЭГилированные наночастицы золота для векторизации в раковые клетки, 2011, 6, 2003–2008 гг.
  25. ^ Jump up to: а б http://www.cancer.gov/cancertopics/druginfo/fda-docetaxel. Архивировано 1 сентября 2014 г. в Wayback Machine , Национальный институт рака, последнее обновление 28 марта 2014 г.
  26. ^ Jump up to: а б с д «Золотой коллоид» . нанокомпозикс . Проверено 24 марта 2015 г.
  27. ^ «Наночастицы золота: свойства и применение» . Сигмаалдрич . Проверено 24 марта 2015 г.
  28. ^ «Золотые наночастицы» . Нанопарц .
  29. ^ «Нтрекер» . нанопарц . Проверено 13 марта 2019 г.
  30. ^ Шен, Кристиан (30 января 2015 г.). Пандия®. В области нанотехнологий биомедицинской визуализации и диагностики . Интернет-библиотека Уайли. п. глава 12. дои : 10.1002/9781118873151.ch12 .
  31. ^ Шу, Элизабет (27 июля 2016 г.). «Безопасность и эффективность таргетного лечения гипертермии с использованием терапии золотыми наностержнями при спонтанных неоплазиях у собак» . Ветеринарное исследование BMC . 2017 (13): 294. doi : 10.1186/s12917-017-1209-y . ПМК   5625780 . ПМИД   28969639 .
  32. ^ «Нтрекер» . Нанопарц . Проверено 13 марта 2019 г.
  33. ^ Мерфи, Кэтрин Дж.; Голе, Ананд М.; Стоун, Джон В.; Сиско, Патрик Н.; Алкилани, Алаадин М.; Голдсмит, Эди К.; Бакстер, Сара К. (декабрь 2008 г.). «Наночастицы золота в биологии: помимо токсичности для клеточной визуализации». Отчеты о химических исследованиях . 41 (12): 1721–1730. дои : 10.1021/ar800035u . ПМИД   18712884 . S2CID   23664437 .
  34. ^ Читрани, Б.Д.; Газани, А.А.; Чан, WCW (2006). «Определение зависимости от размера и формы поглощения наночастиц золота клетками млекопитающих». Нано Летт . 6 (4): 662–668. Бибкод : 2006NanoL...6..662C . CiteSeerX   10.1.1.458.2262 . дои : 10.1021/nl052396o . ПМИД   16608261 .
  35. ^ Гудман, CM; Маккаскер, компакт-диск; Йылмаз, Т.; Ротелло, В.М. (2004). «Токсичность наночастиц золота, функционализированных катионными и анионными боковыми цепями». Биоконъюгатная химия . 15 (4): 897–900. дои : 10.1021/bc049951i . ПМИД   15264879 .
  36. ^ Пернодет, Н.; Фанг, X.; Сан, Ю.; Бахтина А.; Рамакришнан, А.; Соколов Ю.; Ульман, А.; Рафаилович, М. (2006). «Неблагоприятное воздействие наночастиц цитрата/золота на дермальные фибробласты человека» . Маленький . 2 (6): 766–773. дои : 10.1002/smll.200500492 . ПМИД   17193121 .
  37. ^ Джеймс, штат Вашингтон; Хирш, ЛР; Уэст, Полиция; О'Нил, доктор юридических наук; Пейн, Дж. (28 июня 2011 г.). «Систематическая оценка токсичности наноматериалов: полезность стандартизированных материалов и экспресс-анализов» . АСУ Нано . 5 (6): 4688–4697. дои : 10.1021/nn200546k . ПМК   3124923 . ПМИД   21609003 .
  38. ^ Су, Цзя-Хао, Хво-Шюэнь; Хуан, Чи-Чиа; Ло, Инь-Чи; Вэн, Цзюнь-Чэн; Хорнг, Чен; Чен-Шэн, Йе (31 января 2007 г.). «Нанооболочечные контрастные вещества для магнитно-резонансной томографии» . J. Am Chem . 129 (7): 2139–2146. : 10.1021 /ja0672066 . PMID   17263533. . S2CID   9022791 doi
  39. ^ Сельван, СТ; Тан, ТТ; Ин, JY (4 мая 2005 г.). «Надежные, нецитотоксичные, покрытые диоксидом кремния квантовые точки CdSe с эффективной фотолюминесценцией». Адв. Мэтр . 17 (13): 1620–1625. Бибкод : 2005АдМ....17.1620С . дои : 10.1002/adma.200401960 . S2CID   96001135 .
  40. ^ Jump up to: а б с д и Хуан, Сяохуа; Эль-Сайед, Мостафа А. (1 января 2010 г.). «Наночастицы золота: оптические свойства и применение в диагностике рака и фототермической терапии» . Журнал перспективных исследований . 1 (1): 13–28. дои : 10.1016/j.jare.2010.02.002 .
  41. ^ Jump up to: а б Такахаси, Хиронобу; Ниидоме, Такуро; Нариаи, Аюко; Ниидоме, Ясуро; Ямада, Сунао (2006). «Фототермическое изменение формы золотых наностержней предотвращает дальнейшую гибель клеток». Нанотехнологии . 17 (17): 4431–4435. Бибкод : 2006Nanot..17.4431T . дои : 10.1088/0957-4484/17/17/024 . S2CID   137276553 .
  42. ^ Jump up to: а б Джайн, С; Херст, Д.Г.; О'Салливан, Дж. М. (1 февраля 2012 г.). «Наночастицы золота как новые средства для лечения рака» . Британский журнал радиологии . 85 (1010): 101–113. дои : 10.1259/bjr/59448833 . ISSN   0007-1285 . ПМЦ   3473940 . ПМИД   22010024 .
  43. ^ Jump up to: а б Такахаси, Хиронобу; Ниидоме, Такуро; Нариаи, Аюко; Ниидоме, Ясуро; Ямада, Сунао (14 августа 2006 г.). «Фототермическое изменение формы золотых наностержней предотвращает дальнейшую гибель клеток». Нанотехнологии . 17 (17): 4431–4435. Бибкод : 2006Nanot..17.4431T . дои : 10.1088/0957-4484/17/17/024 . S2CID   137276553 .
  44. ^ Ниидоме, Такуро, Масато; Акияма, Ясуюки; Кавано, Такахито, Ниидоме, Ясуро (2 сентября 2006 г.) «Золотые наностержни, модифицированные ПЭГ, для in vivo». : Журнал контролируемого выпуска 114 ( 3) 343–347. doi : 10.1016/j.jconrel.2006.06.017 . PMID   16876898 .
  45. ^ Jump up to: а б с Шарма, Харшита; Мишра, Паван К.; Талегаонкар, Сушама; Вайдья, Бхуванешвар (1 сентября 2015 г.). «Металлические наночастицы: тераностический наноинструмент против рака». Открытие наркотиков сегодня . 20 (9): 1143–1151. дои : 10.1016/j.drudis.2015.05.009 . ПМИД   26007605 .
  46. ^ Jump up to: а б с Минай, Лимор; Ехескели-Хайон, Даниэлла; Елин, Двир (5 июля 2013 г.). «Высокие уровни активных форм кислорода в раковых клетках, нацеленных на наночастицы золота, после фемтосекундного импульсного облучения» . Научные отчеты . 3 : 2146. Бибкод : 2013NatSR...3E2146M . дои : 10.1038/srep02146 . ПМК   3701901 . ПМИД   23828378 .
  47. ^ Jump up to: а б Хуан, Юэ-Верн; У, Чи-хэн; Аронштам, Роберт С. (25 октября 2010 г.). «Токсичность наночастиц оксидов переходных металлов: последние данные исследований in vitro» . Материалы . 3 (10): 4842–4859. Бибкод : 2010Mate....3.4842H . дои : 10.3390/ma3104842 . ПМЦ   5445783 . ПМИД   28883356 .
  48. ^ Jump up to: а б Хлебцов, Николай; Дыкман, Лев (2011). «Биораспределение и токсичность сконструированных наночастиц золота: обзор исследований in vitro и in vivo». хим. Соц. Преподобный . 40 (3): 1647–1671. дои : 10.1039/c0cs00018c . ПМИД   21082078 .
  49. ^ Кассано, Доминикана; Мапанао, Анна-Катрина; Сумма, Мэри; Вламидис, Иля; Джанноне, Джулия; Санти, Мелисса; Гуццолино, Елена; Питто, Летиция; Полисено, Лаура; Берторелли, Розалия; Волиани, Валерио (21 октября 2019 г.). «Биобезопасность и биокинетика благородных металлов: влияние их химической природы» . ACS Прикладные биоматериалы . 2 (10): 4464–4470. дои : 10.1021/acsabm.9b00630 . ISSN   2576-6422 . ПМИД   35021406 . S2CID   204266885 .
  50. ^ Кассано, Доминикана; Сумма, Мэри; Покови-Мартинес, Сальвадор; Мапанао, Анна-Катрина; Кателани, Тициан; Берторелли, Розалия; Волиани, Валерио (февраль 2019 г.). «Биоразлагаемые сверхмалые конструкции из нано-золота: среднепериодная оценка распределения и выведения in vivo». Характеристика частиц и систем частиц . 36 (2):1800464 doi : 10.1002/ppsc.201800464 . S2CID   104434042 .
  51. ^ Крейлинг, Вольфганг Г.; Абдельмонем, Абуэльмагд М.; Али, Зулкурнайн; Алвес, Фрауке; Гейзер, Марианна; Хаберль, Надин; Хартманн, Раймо; Брэйн, Стефани; Аберастури, Дорлета Хименес де (2015). «Целостность наночастиц золота с полимерным покрытием in vivo» . Природные нанотехнологии . 10 (7): 619–623. Бибкод : 2015НатНа..10..619К . дои : 10.1038/nnano.2015.111 . ПМИД   26076469 .
  52. ^ Чемберленд, Дэвид, Л.; Агарвал, Ашиш; Котов, Николай; Фаулкс, Дж. Брайан; Карсон, Пол Л.; Ван, Сюедин (11 февраля 2008 г.). «Фотоакустическая томография суставов с использованием контрастного вещества наночастиц золота, конъюгированного с этанерцептом, — предварительное исследование ex vivo на крысах» (PDF) . Нанотехнологии . 19 (9): 095101. Бибкод : 2008Nanot..19i5101C . дои : 10.1088/0957-4484/19/9/095101 . hdl : 2027.42/64174 . ПМИД   21817663 . S2CID   30251397 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  53. ^ Алипур, Элиас (23 июня 2013 г.). «Емкостный иммуносенсор на основе золотых наночастиц для обнаружения поверхностного антигена гепатита В». Аналитические методы . 5 (17): 4448. doi : 10.1039/C3AY26586B . S2CID   55553319 .

Справочные примечания

[ редактировать ]
  1. ^ [ 26 ] (НКТ00848042)
  2. ^ [ 26 ] (НКТ01679470)
  3. ^ [ 26 ] (НКТ02680535)
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Gold_nanoparticles_in_chemotherapy&oldid=1227022603"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 595b829c944cd828315827fc1058f1b2__1717383540
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/59/b2/595b829c944cd828315827fc1058f1b2.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Gold nanoparticles in chemotherapy - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)