hrvatski

Primjena kvantnih točaka u medicini

Različite sintetičke nanočestice postale su vrlo važna pomagala u biomedicinskim istraživanjima, a među njima poluvodički nanokristali poznatiji pod nazivom kvantne točke imaju veliki potencijal za skoru primjenu u medicini. Jedinstvena fotofizikalna svojstva tih anorganskih nanočestica, čine ih privlačnim in vitro i in vivo fluoroforima u nizu različitih bioloških istraživanja, u kojima su tradicinalni organski fluorofori neprikladni zbog fotonestabilnosti i nemogućnosti istovremene detekcije različitih signala. Nove generacije kvantnih točaka imaju dalekosežan potencijal za proučavanje unutarstaničnih procesa na razini jedne molekule, za prikaz staničnih struktura visokom razlučivošću i za dugotrajno promatranje ponašanja stanica. Također, primjena kvantnih točaka u medicini mogla bi doprinjeti razvoju novih, neinvazivnih i jako osjetljivih dijagnostičkih metoda. Za primjenu kvantnih točaka ključan je njihov utjecaj na vijabilnost stanica, te minimalna interferencija sa staničnim procesima, a preduvjet korištenja u medicinske svrhe je dugoročna sigurnost uporabe kvantnih točaka. Nedavna istraživanja su pokazala da ove nanočestice nisu u potpunosti benigne i da ispoljavaju citotoksično djelovanje pod određenim eksperimentalnim uvjetima. Cilj ovog istraživanja bio je razotkriti molekularni mehanizam toksičnosti kvantnih točaka. Korištene su kvantne točke izrađene od kadmijevog telurida (CdTe) obložene kratkim merkaptoligandima koji osiguravaju relativnu stabilnost nanočestica u vodenom mediju. Međutim, u staničnom okruženju vrlo brzo može doći do gubitka površinskih tiola, te izlaganja aktivne površine nanočestica. Ovo istraživanje je pokazalo da ovakove CdTe kvantne točke brzo ispoljavaju svoje citotoksično djelovanje te već nakon četiri sata uzrokuju smanjenje vijabilnosti stanica. CdTe kvantne točke potiču pojavu morfoloških i funkcionalnih promjena mitohondrija, stanične jezgre i membrane, pa dolazi do smrti stanica. Dolazi do otpuštanja citokroma c iz mitohondrija, međutim izostaje aktivacija kaspaza, pa se smrt stanice uzrokovana kvantnih točakama ne može klasificirati kao klasična apoptoza. Važnu ulogu u mehanizmu citotoksičnosti kvantnih točaka imaju reaktivni kisikovi spojevi, koji su detektirani u živim stanicama tretiranim kvantnim točkama. U stanicama su zapažene promjene karakteristične za stanje oksidacijskog stresa kao što je lipidna peroksidacija te aktivacija stresnih kinaza JNK i p38. N-acetilcistein, glutation i ditiotreitol, antioksidansi koji posjeduju merkapto skupinu, su bili vrlo učinkoviti u zaštiti stanica od stresa uzrokovanog kvantnim točkama. Njihova učinkovitost može biti posljedica sposobnosti hvatanja reaktivnih kisikovih spojeva, ali i sprečavanje nastanka tih spojeva zaštitom površine kvantnih točaka. Razumijevanje molekularnog mehanizma citotoksičnosti kvantnih točaka omogućit će razvoj modifikacija površine kvantnih točaka čime bi se ili zaštitile stanice (kod proučavanja procesa u živim stanicama ili kod prikaza in vivo) ili učinkovitije ubijale stanice (kao primjerice kod terapije karcinoma, nadopunjujući kemoterapiju).

kvantne točke; nanomedicina; citotoksičnost; reaktivni kisikovi spojevi

nije evidentirano