تولید آلیاژ نانویی که سلول‌های سرطانی را می‌سوزاند

به گزاشر گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، یک گروه تحقیقاتی از مؤسسه علوم و فناوری پیشرفته ژاپن (JAIST) نانوذرات فلز مایع (LM) قابل فعال‌سازی با نور را برای تشخیص و درمان سرطان از طریق فوتوایمونوتراپی توسعه دادند. این نانوذرات فلز مایع می‌توانند سلول‌های سرطانی را هدف قرار داده و از بین ببرند و همچنین می‌توانند با فلورسنت برچسب‌گذاری شوند تا به عنوان گزارشگر برای شناسایی و حذف تومور‌ها در داخل بدن عمل کنند.

نانوذرات فلز مایع مبتنی بر گالیوم (Ga) به دلیل ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی خود، از جمله انعطاف‌پذیری، اصلاح سطح آسان، تبدیل گرمابی کارآمد و زیست‌سازگاری بالا، مواد امیدوارکننده‌ای در مقیاس نانو برای کاربرد‌های زیست پزشکی هستند.

یکی از کاربرد‌های برجسته فلزات مایع، درمان سرطان فتوترمال است که در آن نانوذرات عامل‌دار فلز مایع، انرژی نور را به انرژی گرمایی برای کشتن سلول‌های سرطانی تبدیل می‌کنند. فتوتراپی مبتنی بر فلز مایع به دلیل ویژگی‌های خاص، تکرارپذیری و حداقل عوارض جانبی نسبت به درمان سنتی سرطان برتری دارد.

به گفته محققان، این پروژه اولین مطالعه‌ای است که در آن از خواص فیزیکوشیمیایی نانومجموعه‌های فلز مایع برای ایمونوترانوستیک سرطان بهره‌برداری می‌کند. محققان معتقدند که رویکرد آن‌ها می‌تواند اثرات ترانوستیک LM را برای درمان سرطان و سایر بیماری‌ها بهبود بخشد.

از آلیاژ گالیم-ایندیوم (Ga-In) فلز مایع همه کاره، برای تولید این نانوذره جدید استفاده شد که حاوی یک تعدیل‌کننده ایمنی و یک بازدارنده بازرسی ایمنی به نام Anti-PD-L ۱ است. پس از تابش نور مادون قرمز نزدیک (NIR)، Anti-PD-L ۱ به طور خاص به سلول سرطانی متصل می‌شود، در حالی که محرک‌های ایمنی سلول‌های T و دندریتیک را فعال می‌کنند. این فعال‌سازی با هم افزایی و همراه با اثر فتوترمال، سلول سرطانی را تقریباً بلافاصله از بین می‌برد. برای ترکیب فتوتراپی سرطان با ایمونوتراپی، محققان نانوذرات فلز مایع چند منظوره حاوی آلیاژ یوتکتیک گالیم-ایندیوم فلز مایع (EGaIn) و یک تعدیل‌کننده ایمونولوژیک را سنتز کردند که در داخل یک سورفکتانت زیست سازگار تعبیه شده بود. آن‌ها نانوذرات فلز مایع قابل پخش در آب را از طریق فرآیند فراصوت تهیه کردند و از سورفکتانت برای معرفی تعدیل‌کننده ایمونولوژیک استفاده کردند.

محققان تایید کردند که نانوذرات LM افزایش خطی جذب را در ناحیه NIR در طول موج ۸۰۸ نانومتر نشان می‌دهند که ثابت می‌کند که ذرات فلز مایع از نظر نوری فعال هستند.

هنگامی که محققان محلول آبی نانوذرات LM را با لیزر NIR در طول موج ۸۰۸ نانومتر تابش کردند، افزایش قابل توجهی در دمای محلول، متناسب با افزایش غلظت نانوذره مشاهده کردند. این یافته تأیید کرد که نانوذرات LM با تعدیل‌کننده ایمنی می‌توانند حامل‌های داروی فتوترمال قوی، پایدار و مناسب برای ایمونوتراپی باشند.

آزمایش‌های بیشتر نشان داد که نانوذرات فلز مایع ایمن هستند و باعث سمیت سلولی در سلول‌های سرطانی فیبروبلاست انسان یا موش نمی‌شوند.