تصویربرداری از سلول‌های سرطانی با نانوذرات تابان

[سونای]

گروهی از پژوهشگران انجمن مهندسی و پژوهشی مواد «A*STAR» خانواده‌ای از رنگدانه‌ها طراحی کرده‌اند که خاصیت فلورسانسی آن‌ها با توده‌ای شدن افزایش می‌یابد. انتظار می‌رود نانوذرات فلورسانسی پرشده با رنگدانه‌های آلی گسیلنده نور، انقلابی در فناوری‌های تصویربرداری زیستی ایجاد کنند. هنگامی که رنگدانه‌های متداول با غلظت زیاد همراه نانوذرات استفاده می‌شوند، به صورت توده درآمده و شدت گسیل خود را از دست می‌دهند. درون رنگدانه‌های متداول یک کروموفور (عامل رنگی مولکولی) تخت به نام دی‌سیانومتیلن اصلاح شده- تری‌فنیل‌آمین وجود دارد که در محلول‌های رقیق نور قرمز گسیل می‌کند، ولی به هنگام توده‌ای شدن فلورسانس ضعیفی دارد.
«بین لیو»، محقق این تیم تحقیقاتی می‌گوید: نزدیکی بیش از حد این کروموفورها باعث فرونشانی فلورسانسی می‌شود که ناشی از گذارهای غیرتابشی است. وی و همکارانش، این فرایند را با اتصال آویزه‌های تترا فنیل‌ اتیلن پروانه‌ای شکل به انتهای این کروموفور وارون کردند. برخلاف ترکیبات تخت، شکل پروانه‌ای مانع از برهم‌کنش قوی بین کروموفورها شده و فرایند فرونشانی توده‌ای را بلوکه می‌کند. علاوه بر این، حبس فیزیکی از چرخش آزادانه پروانه‌ها جلوگیری کرده و گسیل نور را ممکن می‌کند.
این گروه با ماتریس آلبومین سرم گاوی (BSA) که یک پلیمر زیست‌سازگار با مصارف پزشکی است، رنگدانه‌های مذکور را فرمول‌بندی کرده و عملکرد کاوشگری آنها را ارزیابی کردند. مشخصه‌یابی تجربی نشان داد که طول‌ موج بیشینه گسیل این نانوذرات با کپسوله شدن بدون تغییر می‌ماند و اینکه شدت نور گسیل شده با بارگذاری رنگدانه افزایش می‌یابد. تصویربرداری از سلول‌های سرطانی سینه فاش کرد که این نانوذرات، فلورسانس شدیدتر و یکنواختتری در سیتوپلاسم نسبت به توده‌های آزاد ایجاد می‌کنند و این نشان می‌دهد که این نانوذرات درخشندگی سلولی این رنگدانه‌ها را افزایش داده‌اند. همچنین آنها متوجه شدند که این نانوذرات دارای پایداری نوری در محیط‌ های بیولوژیکی بوده و زیست‌سازگاری خوبی دارند.
این پژوهشگران این نانوذرات را به صورت وریدی به موش‌های دارای سرطان کبد تزریق کردند. آنها متوجه شدند که برخلاف توده‌های آزاد، نانوذرات به طور گزینشی در تومور تجمع شده و بافت سرطانی حیوان را روشن می‌کنند. «لیو» می‌گوید: این نمایش به اهمیت فرصت‌های پژوهشی جدید در بررسی کاوشگرهای تشخیصی مشابه با کاربردهای بالقوه پزشکی اشاره دارد. همچنین می‌توان از این نانوذرات برای فهم گسترش سرطان و یا سرنوشت سلول‌های بنیادی فراکاشتی استفاده کرد. «لیو» اظهار می‌کند: اجتماع این کاوشگرها با عامل‌های تصویربرداری هسته‌ای یا تصویربرداری تشدید مغناطیسی می‌تواند نویدبخش تصویربرداری چند مدی باشد. این پژوهشگران، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی «Advanced Functional Materials» منتشر کرده‌اند.

پزشکی بالینی