Lomonosov Moscow State University onderzoekers, in samenwerking met Duitse collega's, hebben silicium nanodeeltjes toegepast om kanker te diagnosticeren en te genezen. Voor de eerste keer, wetenschappers hebben het vermogen van deeltjes aangetoond om in zieke cellen binnen te dringen en volledig op te lossen na het toedienen van therapeutische medicijnen. De details van het onderzoek worden gepresenteerd in een artikel gepubliceerd in het laatste nummer van Nanogeneeskunde:Nanotechnologie, Biologie en geneeskunde .

De wetenschappelijke richting van het team heet "theranostics, " een samentrekking van "therapie" en "diagnostiek, " wat het proces van gelijktijdige detectie en behandeling van de ziekte aanduidt. Een van de toepassingen ervan is het opsporen van een reeks oncologische ziekten met behulp van nanodeeltjes die medicijnen vervoeren voor gerichte levering in een kankercel. Veel nanodeeltjes voldoen momenteel niet aan de vereiste van biocompatibiliteit. Volgens een van de onderzoekers Liubov Osminkina, sommige nanodeeltjes kunnen snel werken, het medicijn nauwkeurig afleveren en een aantal ziekten genezen, maar lever veroorzaken, nier, longpijn, of zelfs hoofdpijn maanden later.

"De reden is dat goud, zilver, titaanoxide, cadmiumselenide en andere nanodeeltjes worden niet volledig uitgescheiden, " legt Liubov Osminkina uit. "Wanneer nanodeeltjes de bloedbaan bereiken, ze kunnen vast komen te zitten in interne organen en na een tijdje, ze beginnen het organisme te schaden als gevolg van langdurige toxische effecten."

Op zoek naar niet alleen biocompatibel, maar ook biologisch afbreekbaar transport voor gerichte medicijnafgifte, wetenschappers bestudeerden poreus silicium. Ze geloofden dat deze nanodeeltjes geen kwaad zouden doen bij het helpen van de patiënt, als resultaat van hun oplossing is kiezelzuur, essentieel voor botten en bindweefsel.

Met behulp van Raman-spectroscopie, wetenschappers scannen de inhoud van een levende cel en vergelijken de verkregen spectra van wat zich in een cel bevindt. "Toen kwam ik op het idee om een ​​onderzoek te doen naar de biologische afbraak van nanodeeltjes met behulp van Raman-microspectroscopie, ", zegt de wetenschapper. "Deze techniek maakt het niet alleen mogelijk om de nanodeeltjes in de cel te lokaliseren, maar ook om het proces van hun desintegratie te bekijken. Dit laatste was mogelijk omdat het Raman-spectrum van silicium nanodeeltjes afhangt van hun grootte - hoe kleiner ze zijn, hoe breder het spectrum wordt, verschuiven naar lagere frequenties."

De essentie van Osminkina's nieuwe studie was het incuberen van de borstkankercellen met 100 nm silicium nanodeeltjes en vervolgens het gebruik van een Raman microspectrometer om te observeren wat er in de cellen gebeurt gedurende verschillende tijdsperioden van vijf uur tot 13 dagen. Ze zagen hoe tijdens de eerste vijf tot negen uur, nanodeeltjes lokaliseren op de celmembranen en dringen de volgende dag de cel binnen en beginnen dan biologisch af te breken, zoals blijkt uit een afname van de signaalamplitude, spectrale verbreding en het verschijnen van de piek van de amorfe siliciumfase. Er werd aangetoond dat op de 13e dag, de nanodeeltjes lossen volledig op en het signaal verdwijnt.

"Dus, Voor de eerste keer, we hebben aangetoond dat poreuze silicium nanodeeltjes volledig onschadelijke theranostische middelen kunnen zijn voor vele soorten kanker. Ze dringen gemakkelijk de zieke cel binnen, en wanneer gevuld met een medicijn, zend het uit tijdens het oplossen. Ik geloof dat de resultaten van ons werk op de lange termijn van groot belang zijn als basis voor het maken van medicijnen op basis van biocompatibele en biologisch afbreekbare siliciumnanodeeltjes, ' zegt Loebov Osminkina.