Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Nano-rewolucja trwa!
Temat wszelkiego rodzaju nanostruktur jest obecnie niezwykle popularny. Prawdziwym wyzwaniem dla badaczy jest jednak opracowywanie strategii syntezy nanocząstek charakteryzujących się jeszcze większą funkcjonalnością oraz stabilnością, a zatem takich, które w większym stopniu mogą być wykorzystane w praktyce. Prawdziwym "strzałem w dziesiątkę" wydają się być ostatnie doniesienia o złotych nanocząstkach skoniugowanych z cząsteczkami glukozy, które dodatkowo, dzięki swojej zawartości, mają zdolność regulowania ekspresji odpowiednich genów.

Prof. Jesus  M. de la Fuente (Spanish National Research Council) oraz jego współpracownicy od dawna prowadzą działalność w zakresie nanotechnologii. Wiele eksperymentów tych naukowców dotyczy złotych nanocząstek.

– Fizyczne właściwości złotych nanocząstek zależne są od ich rozmiaru, kształtu i struktury (...) - mówi prof. de la Fuente - bardzo interesującą, z punktu widzenia aplikacji biotechnologicznych, cechą asymetrycznych złotych nanocząstek jest pasmo LSPR.

Określenie LSPR oznacza tzw. zlokalizowany powierzchniowy rezonans plazmonowy (ang. localized surface plasmon resonance), natomiast mianem plazmonów określa się oscylacje gęstości ładunków elektronów. Prof. de la Fuente zwraca uwagę, że pasmo LSPR zlokalizowane jest w zakresie bliskiej podczerwieni, w tzw. oknie optycznym tkanek biologicznych. Rezonansowe wzbudzenie chmur elektronowych poprzez fale świetlne o określonej długości powoduje zamianę energii promieniowania na ciepło, co prowadzi do procesu fotoablacji.

–  Opracowaliśmy prostą syntezę służącą do produkcji złotych nanograniastosłupów trójkątnych, które ze względu na ich charakterystyczny kształt nazwaliśmy „NanoNachos” (…) W przeciwieństwie do większości opisanych wcześniej metod wytwarzania złotych nanograniastosłupów z wysoką wydajnością, nasz sposób nie wymaga użycia toksycznych polimerów. Wykorzystanie „NanoNachos” jako przetworników w terapii fototermicznej jest udowodnione na poziomie pojedynczej komórki – mówi prof. de la Fuente.

W ostatnich latach szczególną uwagę naukowców, przede wszystkim tych, którzy pracują w sektorze biomedycyny, przykuwa glikonanotechnologia. Nanocząstki znane są powszechnie przede wszystkim jako nośniki, m. in. wielu leków. Dołączenie grup cukrowych np. do złotych nanocząstek sprawia, że struktury te zwiększają swoją funkcjonalność. Wiele badań przeprowadzonych na liniach komórek śródbłonka wskazuje, że wysokie stężenia glukozy mogą mieć destrukcyjne działanie. Jest to wynikiem wszelkiego rodzaju zaburzeń cyklu komórkowego, zniszczenia struktury DNA czy też przyspieszenia śmierci komórkowej. Indukcja programowanej śmierci komórki (apoptozy) może następować poprzez zmiany na poziomie receptorów śmierci-Fas.

Prof. de la Fuente postanowił jeszcze bardziej zwiększyć funkcjonalność złotych glikonanocząstek i wraz ze swoimi współpracownikami skonstruował struktury "załadowane" barwnikiem fluorescencyjnym, peptydami penetrującymi komórkę, ale również siRNA komplementarnym do proto-onkogenu c-myc.

– Małe interferujące RNA (siRNA) cechuje znaczący potencjał w kontekście nowych molekularnych sposobów obniżenia ekspresji specyficznych genów w komórkach nowotworowych lub zainfekowanych wirusem - przypomina prof de la Fuente - Jednakże, wciąż są do pokonania  istotne przeszkody, jak np. ich ekstremalnie krótki czas życia oraz degradacja przez RNazy.

Połączenie metod chemicznych i biologicznych pozwoliło naukowcom na uzyskanie multifunkcjonalnych złotych nanocząstek zdolnych do celowego działania na poziomie in vivo, w obrębie komórek nowotworu płuca wszczepionych w modelowy organizm myszy. Prof. de la Fuente zwraca uwagę, że zastosowanie konstruktów doprowadziło do znacznego obniżenia ekspresji c-myc, a co za tym idzie - do zahamowania wzrostu nowotworu i przedłużenia życia zwierząt. Wyniki zostały opublikowane na łamach czasopisma Nanoscale (2015) w pracy „RNAi-based glyconanoparticles trigger apoptotic pathways for in vitro and in vivo enhanced cancer-cell killing”.

de la Fuente: – Aktualnie, poszukujemy synergicznych strategii przeciwnowotworowych, łączących indukowaną procesem apoptozy fotoablację z czynnikami proapoptotycznymi. Głównym celem jest zwalczenie oporności na leczenie wykorzystujące proces fotoablacji poprzez zastosowanie siRNA przeciwko genom anty-apoptotycznym.

Źródła

Conde J, Tian F, Hernandez Y, Bao C, Baptista PV, Cui D, Stoeger T, de la Fuente JM. RNAi-based glyconanoparticles trigger apoptotic pathways for in vitro and in vivo enhanced cancer-cell killing. Nanoscale. 2015 May 21;7(19):9083-91

http://www.innowrota.pl/sites/default/files/images/M.Orlowska_2.pdf

http://lancastria.net/blog/gold-nanoparticles-and-cancer.html (foto 1)

http://www.scanburresearch.com/news/2014/xenograft-data-catalogue,-immunodeficient-models/ (foto 2)

KOMENTARZE
news

<Listopad 2019>

pnwtśrczptsbnd
28
30
31
1
2
3
4
7
MEDmeetsTECH
2019-11-07 do 2019-11-07
9
40. Kongres i Targi LNE
2019-11-09 do 2019-11-10
10
11
15
16
17
22
24
27
28
Warsaw FOODHATON 2019
2019-11-28 do 2019-11-28
29
30
1
Newsletter