Zastosowanie biodegradowalnego grafenu w ablacji termicznej komórek rakowych
Konwencjonalne metody leczenia raka, takie jak chemia i radioterapia, nie sprawdzają się przy wystąpieniu dynamicznych mutacji na poziomie genomicznym i proteomicznym. Takie komórki trudno zniszczyć i w zaawansowanym stadium choroby pacjentom pozostaje tylko opieka paliatywna. Jednym ze sposobów walki z takimi komórkami jest ablacja termiczna falami o częstotliwości radiowej za pośrednictwem nanocząstek, w której ciepło w nowotworze wytwarzane jest poprzez padające fale elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej (RF), co powoduje martwicę koagulacyjną komórek. Założeniem jest, że jeśli uda się dostarczyć do nowotworu środki wydzielające ciepło pod wpływem fal RF, to będzie możliwe leczenie złośliwych nowotworów w dowolnej części ciała.
Do tej pory w większości badań nad ablacją RF wykorzystywano nanocząstki złota – są one łatwe do przygotowania i łatwo jest związać z nimi środki celujące w raka – choć pomyślne wyniki uzyskiwano nawet z nanorurkami węglowymi.
W nowym projekcie badawczym naukowcy z Amrita Centre for Nanoscience and Molecular Medicine w Indiach opracowali prostą metodę ablacji termicznej wysokoodpornych komórek rakowych z wykorzystaniem biodegradowalnych nanocząstek grafenu.
Generowane ciepło wystarcza do kompletnego zniszczenia białek i DNA wewnątrz poszczególnych komórek rakowych, bez względu na mechanizmy obronne komórek rakowych w ich zaawansowanym stadium.
– W naszej minimalnie inwazyjnej metodzie używamy fal radiowych o bardzo małej mocy, które są w stanie przejść przez każdą część ciała i generować energię cieplną tylko w miejscach, w których znajdują się biofunkcjonalizowane nanoczsątki grafenu – mówi dr Abhilash Sasidharan, aktualnie postdoc w Centrum Innowacji Nanotechnologicznych na Kansas State University Nanotechnology i główny autor artykułu. – W ten sposób, kiedy w komórkach rakowych znajdą się płytki grafenu wysłane spoza ciała fale radiowe wygenerują w ściśle określonym nanoskopowym obszarze w środku nowotworu wystarczającą ilość ciepła, aby zniszczyć wszystkie białka komórkowe, co spowoduje śmierć komórki na skutek mechanizmu zwanego martwicą koagulacyjną.
– Najważniejsze, jest to, że ponieważ proces nagrzewania ogranicza się do komórek rakowych, można minimalizować uszkodzenia komórek normalnych – dodaje Amal J. Sivaram, który prowadził doświadczenia razem z Sasidharanem.
Badacze pokazali to dostarczając nanocząstki grafenu do poszczególnych komórek rakowych za pomocą transportującego jony białka zwanego transferyną. Po selektywnym pobraniu nanocząstek grafenu przez komórki rakowe wysyłano impuls częstotliwości radiowej o bardzo małej mocy (50 W), który powodował skuteczną ablację komórek.
Źródło: http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=38723.php
http://laboratoria.net/technologie/22892.html