Gaz-sıvı arayüzleri, biyotıpta özel bir ilgi alanına giriyor. Klinik rutinin ultrason kontrast ajanları olan mikro kabarcıklar, korunan akustik tepki, ilaç konjugasyon yetenekleri ve biyolojik bariyer açılmasındaki uygulanabilirliği nedeniyle teranostik platformlar olarak artan ilgi gördü.
Skoltech, MIPT, RAS Prokhorov Genel Fizik Enstitüsü ve diğer bazı kurumlardaki bilim adamları, albümin adı verilen bir proteinden yapılan mikro kabarcıkların, ileri teknolojide kullanılan ilaçlar olan fotodinamik ajanların iletimi için etkili taşıyıcılar olduğunu gösterdiler. anti-kanser tedavisi bu, kemo ve radyasyon tedavisinin yan etkilerinin çoğundan kaçınır.
Çalışmanın baş araştırmacısı, Skoltech Photonics'ten Profesör Dmitry Gorin, şu yorumu yaptı: "Fotodinamik terapi, ışığa duyarlı hale getiren bir bileşiğin kan dolaşımına enjekte edilmesini ve tümörün, deri yoluyla veya bir endoskopla dalga boyu bileşikle eşleşen ışıkla aydınlatılmasını içerir. Işık enerjisi duyarlılaştırıcı ajan tarafından emildikten sonra, bu serbest radikallere ve agresif bir oksijen formuna yol açar, bu da ışığa maruz kalan bölgede çok odaklanmış bir şekilde hücreleri öldürür.”
Makalenin baş yazarı Skoltech MSc mezunu Roman Barmin şunları söyledi: "Bu çalışmada yaptığımız şey, onları bir sığır serum proteini olan albümin ile bağlayarak daha fazla fotoaktiviteye yol açan ve protein-ilaç konjugatını kabarcıklara dönüştürerek daha da büyük bir verimlilik artışı sağlayan iki popüler ışığa duyarlılaştırıcı ajan üzerinde gösterdik. Bu, fotodinamik kanser tedavisini ilerletmek için kullanılabilir."
Deneyde bilim adamları, albüminin çinko ftalosiyanin ile kovalent bağını ve alüminyum ftalosiyanin ile elektrostatik bağını göstermek için iki ticari ışığa duyarlılaştırıcı madde kullandılar. İlki, klinik onay almış bir fotodinamik tedavi ajanıdır, ikincisi ise halen klinik test aşamasındadır. Hava kabarcıklarını “kırbaçlamak” için ftalosiyanin-albümin solüsyonu uygun frekans ve sıcaklıkta ultrasona tabi tutuldu.
Barmin kaydetti, "Mikro kabarcık iletimi genellikle popüler bir yaklaşım olsa da, bu çalışma albümin kabarcıklarını fotodinamik terapi bağlamında kullanan ve düşündüğümüz iki ftalosiyanin ile çalışan ilk çalışmadır. Mikro-kabarcık iletiminin ardındaki fikir, bir hava kabarcığının kabuğunun fotodinamik ajanların moleküllerini yoğun bir şekilde paketleyebilmesi ve kabarcıkların ilacı serbest bırakmak için kontrollü bir şekilde tıbbi ultrason tarafından uygun bir şekilde "patlatılabilmesi"dir."
Skoltech Photonics'ten Profesör Dmitry Gorin şu yorumu yaptı: "Testler, hücrelere ajan iletiminin başarılı olduğunu gösterdi. Bir sonraki hedefimiz, terapötik performansı artırmak için mikro-kabarcık-hücre etkileşimlerini daha derinden anlamaktır."
Ekip, mikro-kabarcık özelliklerini keşfettikten sonra, fotodinamik olarak konjuge edilmiş mikro-kabarcıkların gelişmiş bir fizikokimyasal özellik profiline sahip olduğu sonucuna vardı: Kabarcıklar, ftalosiyanin içermeyen muadilleriyle (ultrason görüntülemede kullanılır) aynı ortalama çapı korur; bu, performanslarını kontrol etmek için avantajlıdır. aynı zamanda daha yüksek bir kabarcık konsantrasyonuna ve depolama kararlılığına sahiptir.
Barmin şuraya, "Bir sonraki soru şuydu: Mikro-kabarcıklar sağladıkları fotodinamik maddelerin etkinliğini artıracak mı? Prokhorov Genel Fizik Enstitüsünden meslektaşlarımız, tam da bunu test etmek için kırmızı kan hücresi süspansiyonu kullanan bir teknik geliştirdiler. Sonuç açıktı: Her iki ajan için de ftalosiyanin-albumin kompleksinin düz ftalosiyaninlerden daha etkili olduğu kanıtlandı ve mikro-kabarcık iletimi ilacın fotoaktivitesini daha da artırdı. Bu, mikro-kabarcık kabuğundaki yoğun molekül paketinden kaynaklanmaktadır.”
Dergi Referans:
- Roman A.Barmin, Elizaveta A. Makismova ve ark. Geliştirilmiş fotodinamik aktivite için çinko ve alüminyum ftalosiyanin boyalarıyla konjuge edilmiş albümin mikro kabarcıkları. Kolloidler ve Yüzeyler B: Biyoarayüzler. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2022.112856
