U proboju u terapiji raka, tim istraživača iz laboratorije za biofiziku Magzoub u NIU Abu Dabiju (NIUAD) je napravio značajan napredak u terapijama zasnovanim na svetlosti – biokompatibilnim i biorazgradivim nanosferama koje ciljaju tumore koje kombinuju otkrivanje i praćenje tumora sa moćnim, terapija raka izazvana svetlom kako bi se dramatično povećala efikasnost postojećih pristupa zasnovanih na svetlosti.
Neinvazivne terapije zasnovane na svetlosti, fotodinamička terapija (PDT) i fototermalna terapija (PTT) imaju potencijal da budu bezbedne i efikasne alternative konvencionalnim tretmanima raka, koji su opterećeni brojnim problemima, uključujući niz nuspojava i komplikacije nakon lečenja.
Međutim, do danas je razvoj efikasnih tehnologija zasnovanih na svetlosti za rak bio ometan lošom rastvorljivošću, niskom stabilnošću i nedostatkom specifičnosti tumora, između ostalih izazova. Nanonosioci dizajnirani da efikasnije isporučuju PDT i PTT takođe su se pokazali kao značajna ograničenja.
PDT i PTT koriste različite pristupe za napad na tumore. PDT koristi lasersko zračenje da aktivira fotosenzibilizator za stvaranje reaktivnih vrsta kiseonika (ROS), visoko reaktivne hemikalije koja je toksična za ćelije raka. U PTT-u, molekul koji se zove fototermalni agens pretvara apsorbovanu svetlost u toplotu, sa rezultujućom hipertermijom koja dovodi do delimičnog ili potpunog uništenja tumorskog tkiva.
U radu pod naslovom „Mezoporozne silicijumske nanosfere mezoporozne silicijum-dioksida koji reaguju na povećanje nivoa pH za kombinovano multimodalno dijagnostičko snimanje i ciljanu fotodinamičku i fototermalnu terapiju raka“, objavljenom u časopisu ACS Nano, istraživački tim predstavlja razvoj racionalnog membranskog peptida izazvanog kiselošću (ATRAM). funkcionalizovane mezoporozne nanosfere silicijum dioksida obložene lipidima/PEG-om (ALUMSN).
Ove multifunkcionalne nanosfere ciljane na tumor štite inkapsulirane fotosenzibilizatore i fototermalne agense od degradacije i isporučuju ove molekule direktno u ćelije raka. ALUMSN omogućavaju detekciju i praćenje tumora kroz termičko i fluorescentno snimanje, kao i magnetnu rezonancu (MRI). ALUMSN takođe olakšavaju PDT i PTT indukovane laserskim svetlom (NIR) skoro infracrvenim svetlom, što u kombinaciji poboljšava efikasnost obe fototerapije za smanjenje tumora bez detektabilne sistemske toksičnosti.
„Pošto je ROS veoma reaktivan molekul sa veoma kratkim životnim vekom i ograničenim radijusom delovanja, imperativ je da dovoljna količina fotosenzibilizatorskog molekula bude prisutna u tumorskom tkivu da bi PDT bio efikasan“, objasnio je Loganathan Palanikumar, istraživanje NIUAD-a. naučnik i viši istraživač u laboratoriji Magzoub.
„Pored toga, lokalizovana hipertermija potrebna za PTT zavisi od značajne akumulacije fototermalnih agenasa unutar tumora.“ Sposobnost nanonosača koje je razvio NIUAD tim da povećaju efikasnost kojom se fotosenzibilizatori i fototermalni agensi isporučuju tumoru je kritičan napredak.
„Novi terapijski pristupi su očajnički potrebni da bi se poboljšao postojeći arsenal tretmana za borbu protiv raka“, rekao je Mazin Magzoub, vanredni profesor biologije u NIUAD-u, čija se laboratorija fokusira na razvoj novih terapija i sistema za isporuku lekova.
„Multifunkcionalne nanosfere jezgro-ljuska naš tim je razvio pomoć u prevazilaženju problema koji su ograničili efikasnost ključnih terapija zasnovanih na svetlosti, nudeći obećavajuću nanoplatformu za ciljanje tumora koja olakšava multimodalno dijagnostičko snimanje i moćnu kombinatornu terapiju raka. Ovaj rad otvara uzbudljivu put napred za napredak u lečenju raka na bazi svetlosti.“
