Biološke Mehanizmi Gold nanodelcev radiosenzitizacijo

- Apr 27, 2017-

V zadnjih letih je prišlo do narašča zanimanje za nanomedicine, interdisciplinarno področje, ki je namenjen za uporabo različnih nanomaterialov za reševanje vrsto biomedicino in medicinsko bolezni.

Ena taka uporaba je proizvodnja radiosensitizers za zdravljenje raka, pri zlatih nanodelcev (BNP) vodi pot. Vendar pa se s človeško telo pa tako zapleten, kot je, BNP radiosensitizers niso povsem zadeti višin, ki so bili sprva pričakovane, in se še, da bi jo na kliniko. To je kljub obetavna predkliničnih in vitro in in vivo dokazov.

Skupina irskih raziskovalci so objavili dokument o pregledu v osnovnih bioloških mehanizmih BNP radiosensitizers in kako se ovire pri kliničnih preskušanjih mogoče razčleniti.

Sevanje je pogosta oblika zdravljenja raka, vendar je raven toksičnosti, povezane z zdravljenja omejujejo odmerek. Tam je bilo veliko raziskav za senzibilizacijo rakavo tkivo na sevanja, medtem ko sam zapusti okoliških zdravih celic.

En tak način je s pomočjo terapevtskih razmerjih, ki uvaja materiala z visokim atomskim številom do ciljne celice. S svojo visoko masnim številom, močno fotoelektronske koeficient in visoko energetsko koeficientom množično, zlato je zelo obetaven kandidat za take pristope mehanizma delovanja ciljanja.


Odziv Stres in oksidativnega stresa mehanizmov


Medtem inertnem je zlato mislili, da ima aktivno površino, ki je mogoče uporabiti za pospeševanje in povečanje katalitično učinkovitost reakcijo, kar lahko vodi do povečanja odziv stresa (ROS) mehanizmi. Učinek je večji v nanodelcev s premerom manj kot 5 nm, kot delci v takšnem obsegu predloženega razmerje večje površine do volumna.

Vendar pa nekateri od teh mehanizmov so verjeli, da je odgovoren za posledice citotoksičnosti, da lahko BNP metode radiosenzitizacijo kažejo. Interakcija med površino nanodelcev in molekul kisika omogoča prenos elektronov darovalca do kisikovih vrst in ustvarja superoksid radikale. To lahko privede do proizvodnje ROS skozi disproporcionacije.

Druge oksidacijski napetosti lahko prispeva tudi k citotoksičnosti, ki jo povzroča škodo proteinov DNA in celično membrano v celico. Obstaja več razlogov za povečanje oksidativnega stresa, toda najbolj pogosti so prisotnost redoks skupin v prevleki, onesnaževalcev iz metode proizvodnje in-oksidanti induciranje lastnosti iz nanodelcev.

Celičnega cikla Vpliv

Občutljivost in biološki učinki izpostavljenosti sevanju so odvisne fazi celičnega cikla. BNP lahko izboljšajo radiosenzitizacijo skozi celično cikla in inducira apoptozo (celično smrt). V odgovor na sevanja, celice odzivajo na nekaterih kontrolnih točkah in popraviti svoje genomske napake, ki preprečuje odmiranje celic. BNP, za razliko od drugih kovin, so pokazale veliko spreminjati mehanizmov distribucije celični cikel, ne samo skozi inducirane ustavitev celičnega cikla.

BNP je bilo ugotovljeno, da spodbujajo določeno fazo, imenovan G2 / M fazi, pospešiti aretacijo celičnega ciklusa pri rakavih celic (DU 145) in zmanjša ekspresijo tumorskih beljakovin v teh celicah.

Tiolirani-BNP so bili uporabljeni kot učinkovite detektorji tumorskih celic. Prevlečene nanodelci uveljavlja odziv v G2 / M faze tumorskih celicah in povzroči apoptozo. Na koncu tega je bilo ugotovljeno, da dobimo povečanje občutljivosti detekcije pod izpostavljenost rentgenskim. S ciljanjem Jedrske BNP sam lahko motijo tumorske celice prehoda in prebivalstvo, za induciranje apoptoze v rakave celice.

Glavna gonilna faktorja pridobiti različne odzive v celicah skozi te mehanizme opredeljena z izbiro prevleke in velikosti nanodelcev. Vendar pa so različne koncentracije, premazi, materiale in celične linije bi bilo težko ugotoviti dejanski mehanizem delovanja pri igri v teh procesih. Znano je, da prisotnost BNP povzroča spremembe v kinetike celic zaradi kopičenja G2 / M fazi. G2 / M je znano, da je najbolj radiosensitive, da takšne akumulacije vodila do splošnega povečanja radiosenzitizacijo.

DNA poškodbe in popravila

BNP inducirane radiosenzitizacijo lahko zagotovi drug način zaradi poškodbe DNA in popravila. Sevanje sama povzroča dvojno pramenov premorov DNK in njihovo nadaljnje popravilo je bistvenega pomena za ohranjanje celic življenje. Ker je DNK tako bistvenega pomena za delitev celic, je prav to ključno terapevtski cilj v pomoč, da se ustavi razmnoževanje rakavih celic.

poškodbe DNK prek BNP-inducirane radiosenzitizacijo pojavlja v dveh stages- zgodnje in pozne škodo. Zgodnje poškodbe DNA, tj 1 uro po izpostavljenosti sevanju, je posledica prisotnosti BNP v perinuclear regiji v času obsevanja. Ker je pozno poškodbe DNK, tj po 24 urah po obsevanju, se zgodi prek drugih posrednih procesi, kot so radikalne proizvodnje.

S pomočjo različnih raziskovalnih prizadevanj, se je izkazalo, da lahko BNP vplivajo na mehanizem popravilo celice in povzroči preostalo škodo. Vendar pa se zdi, da niso vsi procesi BNP sledijo isti mehanizem in lahko povzročijo različne kinetike popravila v različnih celičnih linijah.

BNP lahko spodbujajo povečanje odmerka in povečati dvojne prelome pramenov v DNK skozi radiosenzitizacijo pristopov, vendar je pomanjkanje doslednosti v celičnih linij, virov sevanja in energij, pogojev zdravljenja in nanodelcev lastnosti lahko vodijo do različnih rezultatov, ki jih je dala težko za raziskovalce na splošno sklepati o teh mehanizmov. V prihodnosti bi lahko razumevanje, kako lahko različni parametri vplivajo na poškodbe DNK in popravila lahko osvetlili kako BNP sklicevati na poškodbe DNK in odziv popravilo v rakastih celicah.

Sosednji Učinki BNP radiosenzitizacijo

Poleg učinkov neposrednih sevanja, komunikacija med celicami je po izpostavljenosti sevanju zelo pomembno. Tudi če celice niso bile neposredno sevanje vplivalo, če komunicirati z bližnjimi izpostavljenih celic potem lahko sprejema signale, ki povzročajo, da delujejo, kot da so bili izpostavljeni neposredno izpostavljenost sevanju. To je znano kot učinek drugih navzočih oseb, in se lahko pojavi v več različnih tipov celic.

Signali so vključeni v bystander procese lahko povzroči spremembo v izražanju gena, poškodbe DNA in kromosomov, spremembe celične proliferacije, apoptoza ali spremembe v procesu prevajanja v neobsevanih celic.

Obstaja veliko vrst signalnih molekul, ki sodelujejo v teh procesih, ki se sproščajo v okolje in do drugih navzočih celic bodisi prek pasivno difuzijo, se veže na receptorje ali neposredno od celice do celice stiku.

Eksozomov (vezikli) nosijo microRNA (miRNA) so verjeli, da je katalizator za posredovanje znotrajcelične signalov med tumorskih celicah in druge navzoče celic. MikroRNA lahko navzgor ali navzdol regulacijo po izpostavljenosti sevanju, z nekaterimi sevi množijo po dozi sevanja, ki povečuje širjenje in odpornost rakavih celic z usmerjanjem smrtne receptorje.

BNP, poleg drugih kovinskih NPS, je bilo ugotovljeno, da prekine znotrajcelične poti, povezane s celično signalizacijo, tudi ko ni sevanja prisotna. Prisotnost BNP lahko privede do številnih odzivov glede na njihovo velikost, obliko in prevleko. Razumevanje, ki so prizadeti signalne poti je prihodnost obravnavo, vendar bi lahko privedlo do boljšega razumevanja opazovalca in radiosenzitizacijo učinkov.

Toksičnost BNP

Kot pri vseh obliko terapevtske obravnave, toksičnosti, in še pomembneje citotoksičnosti, je ključni dejavnik, ki lahko vpliva na uspeh zdravljenja. Trenutno obstaja stopnja negotovosti raven BNP toksičnosti. Bulk zlato je zelo varno, vendar nekatere Funkcionalizirane BNP so razstavljeni neuporabni ravni citotoksičnosti.

Velikost, koncentracija, tip celic in čas zdravljenja so osnovni parametri, ki jih raziskovalci upoštevati pri preučevanju citotoksičnost BNP. Velikost je pomemben dejavnik, ki lahko zelo majhni delci so zelo toksičen, ker večji delci relativno netoksične. Visoka koncentracija BNP so ugotovili, da povzroči zmanjšanje preživetja celic, vendar nizke koncentracije ne zdijo vplivati.

Nekateri raziskovalci so izmerili vnos in lokalizacije nanodelcev v celice s transmisijsko elektronsko mikroskopijo (TEM). Te metode vodil raziskovalce do zaključka, da so nanodelci po sebi ni toksičen za človeške celice. Vendar pa je bilo ugotovljeno tudi, da je morebitna sprememba nanodelcev z njihovo okolje pomemben dejavnik, saj lahko pride do pomembnih sprememb, ki bi lahko spremenili njihovo uporabnost za klinično prakso.

Potencialni način za preverjanje strupenosti in klinično preživetja BNP v prihodnosti, je s spremembo obstoječe tehnologije. Raziskovalci so razvili hiter in učinkovit vivo znan kot "ToxTracker". Trenutno se uporablja za identifikacijo poškodb DNA z interakcijo direktno DNA, oksidativnim stresom in splošno celični stres od drugega kovinskega oksida in nanodelcev na osnovi srebra povzročajo. To se lahko prilagodi v prihodnosti vključiti BNP in pomaga pri pojasnjevanju ne le nekaj osnovnih mehanizmov, ampak tudi njihove citotoksične lastnosti.



Par:Kako narediti srebrno acetat? Naslednji:Sinteza zlatih nanodelcev