อนุภาคนาโนแบบเพียโซอิเล็กทริกช่วยให้การรักษาเนื้องอกในสมองดีขึ้น

ในความพยายามที่จะปรับปรุงการรักษาเนื้องอกในสมอง นักวิจัยในอิตาลีกำลังพัฒนาอนุภาคนาโนแบบเพียโซอิเล็กทริกที่กำหนดเป้าหมายและกระตุ้นเซลล์เนื้องอกด้วยไฟฟ้าเมื่อสัมผัสกับอัลตราซาวนด์ ในการศึกษาเบื้องต้นในหลอดทดลองนักวิจัยสังเกตเห็นการเพิ่มจำนวนที่ลดลงและเพิ่มความไวต่อเคมีบำบัดของเซลล์เนื้องอกโดยใช้อนุภาคนาโน ตลอดจนการขนส่งครั้งแรกของวัสดุเพียโซอิเล็กทริกผ่านอุปสรรคเลือดและสมองจำลอง 

เนื้องอกในสมองที่พบบ่อยที่สุดในผู้ใหญ่ 

glioblastoma multiforme มีการพยากรณ์โรคที่ไม่ดี โดยมีอัตราการรอดชีวิตเฉลี่ย 14 เดือนหลังการวินิจฉัย การดื้อยาที่ได้รับระหว่างการทำเคมีบำบัดและการกำเริบของโรคจากการแพร่กระจายของเนื้องอกด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นปัจจัยสำคัญที่จำกัดความสำเร็จของการรักษา ซึ่งมักจะเกี่ยวข้องกับการผ่าตัดตามด้วยเคมีบำบัดและ/หรือรังสีบำบัด

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของระบอบการรักษา การกระตุ้นด้วยไฟฟ้ามีศักยภาพที่จะเอาชนะทั้งสองปัญหาได้ การวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าช่วยลดการดื้อยาโดยการขัดขวาง P-glycoprotein ซึ่งเป็นโปรตีนที่ปั๊มสารที่สร้างความเสียหาย รวมถึงยาเคมีบำบัด ออกจากเซลล์เนื้องอก การกระตุ้นด้วยความเข้มข้นต่ำยังช่วยลดการเพิ่มจำนวนเซลล์ ซึ่งนักวิจัยของสถาบันเทคโนโลยีแห่งอิตาลี ( IIT ) ได้แสดงให้เห็นก่อนหน้านี้ในเซลล์มะเร็งเต้านม ทำได้โดยขัดขวางการควบคุมระดับแคลเซียมและโพแทสเซียมไอออนนอกเซลล์ และทำให้ส่วนประกอบของเซลล์บกพร่องในการแบ่งตัวของเซลล์

อนุภาคนาโนมีข้อดีที่สำคัญสองประการเหนือวิธีการกระตุ้นที่ใช้แล้วในการรักษาโรคต่างๆ เช่น โรคลมบ้าหมู Attilio Marino ผู้เขียนร่วมคนแรกของ กลุ่มSmart Bio-interfacesของ IIT กล่าวว่า “การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าแบบดั้งเดิมนั้นเป็นการรุกราน โดยขั้วไฟฟ้าจะเจาะทะลุกะโหลกศีรษะและเนื้อเยื่อของสมอง หรือไม่จำเพาะเจาะจง โดยมีอิเล็กโทรดติดอยู่ที่หนังศีรษะ “เป้าหมายของเราคือการทำ nanomedicine ที่แม่นยำเฉพาะในเซลล์ที่เป็นโรค”

การกำหนดเป้าหมายของเซลล์เนื้องอก

เป็นสิ่งที่พึงปรารถนาเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบใดๆ ต่อเซลล์ที่มีสุขภาพดีซึ่งถูกรบกวนด้วยการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ นักวิจัยได้ปรับการทำงานของอนุภาคนาโนแบเรียมไททาเนตโดยผสมผสานแอนติบอดีต่อตัวรับสารต้านทรานเฟอร์ริน โดยการค้นหาตัวรับ Transferrin ซึ่งแสดงออกมากเกินไปบนพื้นผิวของเซลล์มะเร็งหลายประเภทรวมถึง glioblastoma อนุภาคนาโนกำหนดเป้าหมายไปที่เนื้องอกเหนือเนื้อเยื่อที่แข็งแรง แอนติบอดียังส่งเสริมการขนส่งอนุภาคนาโนข้ามสิ่งกีดขวางเลือดและสมองผ่านตัวรับ Transferrin บนพื้นผิวของเซลล์บุผนังหลอดเลือดที่สร้างสิ่งกีดขวาง

ในการทดลอง นักวิจัยได้ตรวจสอบความสามารถของอนุภาคนาโนที่ทำหน้าที่ในการข้ามสิ่งกีดขวางเลือดและสมอง โดยเลียนแบบเซลล์บุผนังหลอดเลือดจากสมองในจาน การทดลองอื่นตรวจสอบการดูดซึมของอนุภาคนาโนเข้าไปในเซลล์ไกลโอบลาสโตมาของมนุษย์ สิ่งเหล่านี้เผยให้เห็นการขนส่งที่มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญผ่านสิ่งกีดขวางเลือดและสมองที่เลียนแบบและเพิ่มการดูดซึมโดยเซลล์เนื้องอกมากกว่าเมื่อใช้อนุภาคนาโนที่ไม่ได้ทำหน้าที่

ในการทดสอบเพิ่มเติม การเพิ่มจำนวนเซลล์เนื้องอกลดลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อรวมอนุภาคนาโนที่ทำหน้าที่ได้ร่วมกับอัลตราซาวนด์ เมื่อเทียบกับการควบคุมอัลตราซาวนด์เพียงอย่างเดียว เมื่อเพิ่มยาเคมีบำบัด temozolomide ผลการต้านการงอกขยายยังคงเพิ่มขึ้นอีก โดยที่เซลล์รอดชีวิต 72.1±1.7% เทียบกับ 100.0±7.2% ในกลุ่มควบคุม การรวมกันยังส่งผลให้เซลล์ตายอย่างมีนัยสำคัญที่ความเข้มข้นของยา ซึ่งเมื่อแยกออกมาแล้วไม่เป็นพิษต่อเซลล์เนื้องอก ระดับของนิวเคลียสของยีนต้านเนื้องอก

ในวัฒนธรรมกลุ่มควบคุม

การเพิ่มจำนวนภาพและการตายของเซลล์ภาพจากกล้องจุลทรรศน์สแกนด้วยเลเซอร์คอนโฟคอลแสดงให้เห็นการแสดงออกที่ลดลงของ Ki-67 (สีแดง) และระดับ p53 (สีเขียวที่เพิ่มขึ้น) ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งบ่งชี้ถึงการเพิ่มจำนวนและการตายของเซลล์ ในการรักษาเซลล์มะเร็งไกลโอบลาสโตมา ซ้ายไปขวา: ควบคุม; เทโมโซโลไมด์; อนุภาคนาโน + อัลตราซาวนด์; เทโมโซโลไมด์ + อนุภาคนาโน + อัลตราซาวนด์ นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อพัฒนาวัสดุเพียโซอิเล็กทริกแบบอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเพื่อทดแทนอนุภาคนาโนแบเรียมไททาเนต Gianni Ciofaniผู้เขียนอาวุโสและหัวหน้ากลุ่ม Smart Bio-interfaces กล่าวว่านี่เป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการพัฒนาเทคโนโลยีไปสู่การอนุมัติด้านกฎระเบียบและการใช้งานทางคลินิก

“มีข้อกังวลหลายประการในชุมชนวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการขจัดสารดังกล่าวออกจากร่างกาย และจนถึงปัจจุบันยังไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับความเข้ากันได้ทางชีวภาพในระยะยาวหลังจากการสะสมในอวัยวะเป้าหมาย” Ciofani อธิบาย

Ciofani และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังออกแบบการทดลองในร่างกาย ครั้งแรก ด้วยเนื้องอก glioblastoma ซึ่งพวกเขาวางแผนที่จะเริ่มภายใน 12 เดือนข้างหน้า เมื่อทีมทดสอบประสิทธิภาพการแยกน้ำของตัวอย่าง พวกเขาพบว่าตัวอย่างทั้งหมดแสดงกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยา แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีความเป็นด่างต่ำ นอกจากนี้ ตัวอย่างที่เตรียมที่ 700 K แสดงความต้านทานการถ่ายโอนอิเล็กตรอนที่ต่ำมาก – ประมาณ 20 Ω เทียบกับ 136 Ω ในตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นแพลตตินัม ตัวอย่างนี้ไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพเหนือกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงพาณิชย์ในปัจจุบัน แต่ยังรวมถึงการทดลองอื่นๆ เมื่อเร็วๆ นี้ด้วยวัสดุที่มีรูทีเนียม

เมื่อนักวิจัยปรับวิธีการประดิษฐ์เพื่อลดจำนวนอนุภาคนาโนในตัวอย่าง ผลลัพธ์ก็แทบไม่เปลี่ยนแปลง นักวิจัยกล่าวว่าสิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าอนุภาคนาโนของรูทีเนียมไม่ใช่ปัจจัยหลักในกิจกรรมการแยกน้ำตามที่คิดไว้ก่อนหน้านี้

นักวิจัยยังทำการจำลองเพื่อตรวจสอบว่าศูนย์ใดมีส่วนทำให้เกิดกิจกรรมการแยกน้ำมากที่สุด พวกเขาทดสอบการจัดเรียงที่แตกต่างกันของรูทีเนียมและอะตอมไนโตรเจนที่ฝังอยู่ในสายนาโน โดยคำนึงถึงทั้งพลังงานที่จำเป็นในการสร้างโครงร่างเหล่านี้และพลังงานที่จำเป็นในการดูดซับอะตอมไฮโดรเจนไปยังพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย