Nanobiyomalzeme; Kanser Hücrelerini Öldürür, Zarar Görmemiş Sağlıklı Hücreler Bırakır

Fotoğraf: Tekli beyin kanseri hücrelerine Ti02-mAb bağlanmasının X-ışını floresan görüntülenmesi. Boş titanyum dioksit nanopartikülü bir antikorla bağlanır ve kendini beyin kanseri hücrelerine bağlar. Yoğun beyaz ışığa maruz kaldığında titanyum dioksit kanser hücrelerinin ölmesine neden olan serbest oksijen radikalleri oluşturur.

ABD Enerji Bakanlığı (DOE) Argonne Ulusal Laboratuvarı ve Chicago Üniversitesi Beyin Tümörü Merkezi’nden bilim adamları, yumuşak biyolojik maddeye bağlanmış inorganik titanyum dioksit nanopartiküllerini kullanarak beyin kanseri hücrelerini hedef almanın bir yolunu geliştirdi. Her yıl binlerce insan kötü huylu beyin tümörleri nedeniyle ölmekte ve tümörler geleneksel terapilere karşı dirençlidirler. Bu nanobiyoteknoloji sonunda sadece kanser hücrelerini hedef alan ve normal canlı dokuları etkilemeyen alternatif bir terapi şekli sağlayabilir. Argonne’nin Nanoboyut Malzemeleri Merkezi’ndeki bilim adamı Elena Rozhkova, “Bu, biyomedikal uygulama için nano ve biyolojik arayüzlerin nasıl kullanılacağının gerçek bir örneğidir” dedi. “Tedavisinde zorluk ve benzersiz reseptörler nedeniyle beyin kanseri seçtik.”

Bu yeni terapi iki yönlü bir yaklaşıma dayanır. Titanyum dioksit, biyomoleküllerle bağlanabilen çok yönlü fotoreaktif bir nanomateryaldir. Bir antikora bağlı olduğunda nanoparçacıklar kanser hücrelerini tanımakta ve bağlamaktadır.

Odaklanmış görünür ışık etkilenen bölgede parlıyor ve lokalize titanyum dioksit, kanser hücrelerinde mitokondri ile etkileşime giren serbest oksijen radikalleri yaratarak ışığa tepki verir. Mitokondri hücresel enerji bitkileri gibi hareket eder ve serbest radikallerin biyokimyasal yollarına müdahale ettiği zaman, mitokondriye hücre ölümü başlatmak için bir sinyal ulaşır

Chicago Beyin Tümörü Merkezi Üniversitesi’nde Nörosürji Onkolojisi Direktörü Dr. Maciej S. Lesniak, “Bu çalışmanın önemi, nanoparçacıkların beyin kanseri hücreleri üzerinde sentezlenen spesifik hücre yüzey reseptörlerine etkili bir şekilde odaklanabilmemize dayanmaktadır” dedi. “Bu şekilde, nanoparçacıkların tıpta uygulanmasını içeren büyük bir kısıtlamanın üstesinden geldik, yani vücut boyunca bu ajanların dağılma potansiyeli. Bu heyecan verici teknolojiyi klinik öncesi beyin tümörleri modellerinde geliştirebilecek durumdayız ve bir gün bu yeni teknolojiyi hastalarda kullanmayı ümit ediyoruz “dedi.

Argonne’nin Advanced Photon Source’da yapılan X-ışını floresan mikroskopisi, kanserin çevresindeki sağlıklı hücreleri istila etmesine izin veren tümörlerin invadopodisinin, aktin bakımından zengin mikron ölçekli çıkıntıların da titanyum dioksit tarafından saldırıya uğradığını gösterdi.

Şimdiye kadar, testler sadece laboratuvar ortamında hücreler üzerinde yapıldı, ancak hayvan testleri bir sonraki aşamada planlandı. Sonuçlar, altı saat aydınlatmadan sonra neredeyse yüzde 100 kanser hücresi toksisite oranını ve 48 saat sonra yüzde 80’i göstermektedir.

Ayrıca antikor sadece kanser hücrelerini hedef aldığından, sağlıklı hücreler kemoterapi ve radyoterapi gibi diğer kanser tedavilerinin aksine etkilenmez. Rozhkova, konsept belgesinin gösterildiğini ve diğer kanserlere de farklı hedef molekülleri kullanarak muamele yapılabileceğini söyledi; ancak araştırma erken aşamadadır.

Bu araştırma için finansman, Enerji Enstitüsü Temel Enerji Bilimleri Ofisi, Ulusal Kanser Enstitüsü, Ulusal Nörolojik Bozukluklar ve İnme Enstitüsü, Kanser Gen Terapisi Birliği, Amerikan Kanser Derneği ve Beyin Araştırma Vakfı’ydı.

Kaynak : sciencedaily.com