En ny metode til at producere guld nanopartikler i kræftceller

Dipanjan Pan, professor i kemi, biokemiske, og miljøteknik ved UMBC, og samarbejdspartnere offentliggjorde en banebrydende undersøgelse i Naturkommunikation der demonstrerer for første gang en metode til biosyntetisering af plasmoniske guldnanopartikler i kræftceller, uden behov for konventionelle bench-top laboratoriemetoder. Det har potentialet til især at udvide biomedicinske applikationer.

Konventionel laboratoriebaseret syntese af guldnanopartikler kræver ioniske prækursorer og reduktionsmidler udsat for varierende reaktionsbetingelser såsom temperatur, pH, og tid. Dette fører til variation i nanopartikelstørrelse, morfologi og funktionaliteter, der er direkte korreleret til deres internalisering i celler, deres opholdstid in vivo, og clearance. For at undgå disse usikkerheder, dette arbejde viser, at biosyntese af guldnanopartikler kan opnås effektivt direkte i menneskelige celler uden at kræve konventionelle laboratoriemetoder.

Forskerne undersøgte, hvordan forskellige kræftceller reagerede på introduktionen af ​​chloraurinsyre til deres cellulære mikromiljø ved at danne guld-nanopartikler. Disse nanopartikler genereret i cellen kan potentielt bruges til forskellige biomedicinske applikationer, herunder i røntgenbilleddannelse og i terapi ved at ødelægge unormalt væv eller celler.

I avisen, Pan og hans team beskriver deres nye metode til at producere disse plasmoniske guld nanopartikler i celler på få minutter, inden for en celles kerne, anvendelse af polyethylenglycol som leveringsvektor for ionisk guld. "Vi har udviklet et unikt system, hvor guldnanopartikler reduceres af cellulære biomolekyler, og de er i stand til at bevare deres funktionalitet, inklusive kapaciteten til at lede den resterende klynge til kernen, " siger Pan.

De arbejdede også for yderligere at demonstrere det biomedicinske potentiale af denne tilgang ved at inducere in-situ biosyntese af guldnanopartikler i en musetumor, efterfulgt af fototermisk remediering af tumoren. Pan forklarer, at museundersøgelsen eksemplificerede, hvordan "den intracellulære dannelse og nukleare migration af disse guldnanopartikler præsenterer en meget lovende tilgang til anvendelse af lægemiddellevering."

"Guld er det typiske ædle element, der er blevet brugt i biomedicinske anvendelser siden dets første kolloide syntese for mere end tre århundreder siden, " Pan noter. "For at værdsætte dets potentiale for klinisk anvendelse, imidlertid, den mest udfordrende forskning foran os vil være at finde nye metoder til at producere disse partikler med kompromisløs reproducerbarhed med funktionaliteter, der kan fremme effektiv cellulær binding, clearance, og biokompatibilitet og at vurdere deres langsigtede virkninger på menneskers sundhed. Denne nye undersøgelse er et lille, men vigtigt skridt mod det overordnede mål."