Bol bulunan minerallerden yapılan eşsiz nano parçacıklar tümör büyümesini engellemeye yardımcı olabilir. St. Louis Washington Üniversitesi mühendisleri bir çok antasit tablette bulunan ana bileşenin nano parçacıklarını kullanarak kanserli tümörün büyümesini engellemenin bir yolunu buldular.
Avik Som önderliğindeki araştırma ekibi, kalsiyum karbonattan nanopartikül sentezlemek için iki özgün metot uygulayarak bu nano parçacıkları intravenöz(damar içi) enjeksiyonla bir deney faresinde katı tümör tedavisi için kullandılar. Bileşim, tümör çevresinin pH’ını asidikten daha baziğe çevirdi ve kanserin büyümesini durdurdu.
Bu çalışmayla, araştırmacılar ilk kez ihtiyaca bağlı tasarlanmış nano parçacıkları kullanarak katı tümörlerde pH’ın ayarlanabileceğini gösterdiler. Araştırmanın sonuçları online olarak Nanoscale’de yayınlandı.
Tıp doktorluğunun yanı sıra biyomedikal mühendisliğinde doktoraya devam eden Som: “Kanser metastaz yüzünden öldürür.Tümörün metastası ciddi ölçüde pH ile ilişkilidir. Bir kanser hücresinin veya çevresindeki hücrelerin hücre dışı matrikse çıkabilmesi için kullandıkları metotlardan biri düşük pH’tır.” dedi. Araştırmacılar tümörün pH’ını yükseltmek için yeni uygulamalar bulmaya başladılar ve bunu sadece tümör çevresi için yapıyorlar.Kalsiyum karbonat, suyun pHını 9’a çıkartır. Ancak ekip, kalsiyum karbonatın vücuda enjekte edildiğinde pH’ın insan vücudu için normal bir pH olan 7,4’e çıktığını keşfettiler. Bununla birlikte, kalsiyum karbonatla çalışmak bir takım zorluklar çıkardı.
Som: “Kalsiyum karbonat molekülleri küçük olmaktan hoşlanmıyor. Kalsiyum karbonat kristalleri normalde kanser tedavisinde kullanılan ideal nanopartiküllerden 10 ila 1000 kat daha büyükler. Üstelik kalsiyum karbonat mağaradaki sarkıt ve dikitlerin büyümesi gibi suda durmaksızın büyümektedir.” diyor.
Bu konuyu çözmek için, Som, Mühendislik&Uygulamalı Bilim Fakültesi’ndeki diğer araştırmacılarla birlikte iki özgün çözüm üretmek için çalıştı. Pratim Biswas’ın (Lucy&Stanley Lopata’da öğretim üyesi ve Çevre&Kimya Mühendisliği Enerji Bölümü başkanı) laboratuvarındaki araştırmacılarla takım halinde, polietilenglikol bazlı difüzyon yöntemini kullanarak 20-30 nm boyutunda kalsiyum karbonat nanopartiküllerini geliştirdiler.Malzeme bilimlerinde Yrd.Doç. Srikanth Singamaneni ile çalışarak etanol destekli difüzyon adı verilen başka bir metotla 100 nm büyüklüğündeki kalsiyum karbonat nanopartiküllerin sentezini geliştirdiler. Farklı laboratuvarlardan tamamlayıcı uzman görüşleriyle, araştırmacılar,nanopartiküllerin daha fazla büyümesini engelleyici ve vücuda intravenöz enjeksiyonuna izin verecek albüminden yapılmış bir solvent geliştirdiler.
Çoğunlukla nanopartiküller altın ve gümüşten yapılmaktadır. Her ikisi de insan vücudunda mevcut olsa da vücutta birikim yapacağına dair endişeler vardır.
Som: “Kalsiyum ve karbonatın ikisi de vücutta çok miktarda vardır ve genellikle non-toksiktir. Kalsiyum karbonat çözündüğünde, karbonat karbon dioksite dönüşür ve akciğerlerden salınır. Kalsiyum da çoğunlukla kemiklerin yapısına katılır.” dedi.
Som ve ekibi kalsiyum karbonat nanopartiküllerini fibrosarkom deney faresine her gün enjekte ettiler ve tümörün büyümesini durdurdular. Bunun yanı sıra nanopartikül enjeksiyonunu durdurduklarında tümör tekrar büyümeye başladı.Aratırmacılar, ileriye yönelik olarak metastazı engelleyecek optimal dozu belirlemeyi ve kemoterapi ilaçlarıyla birlikte kullanıp tümör hedeflemesi ve tespitini geliştirmeyi planlıyorlar.
Kaynak : http://www.sciencedaily.com/releases/2016/02/160202143936.htm
Referans:
Avik Som, Ramesh Raliya, Limei Tian, Walter Akers, Joseph E. Ippolito, Srikanth Singamaneni, Pratim Biswas, Samuel Achilefu. Monodispersed calcium carbonate nanoparticles modulate local pH and inhibit tumor growth in vivo. Nanoscale, 2016; DOI: 10.1039/C5NR06162H
