رابط های گاز-مایع به علاقه خاصی در زیست پزشکی می رسند. میکروحباب‌ها، عوامل کنتراست اولتراسوند معمول بالینی، به دلیل حفظ پاسخ صوتی، قابلیت‌های ترکیب دارو و قابلیت کاربرد در باز کردن سد بیولوژیکی، به عنوان پلتفرم‌های ترانوستیک توجه فزاینده‌ای را به خود جلب کردند.

دانشمندان Skoltech، MIPT، موسسه فیزیک عمومی پروخوروف RAS و چندین مؤسسه دیگر نشان داده‌اند که میکروحباب‌های ساخته شده از پروتئینی به نام آلبومین، حامل‌های کارآمدی برای انتقال عوامل فتودینامیک هستند، داروهایی که در پیشرفته‌ترین داروها استفاده می‌شوند. درمان ضد سرطان که از بسیاری از عوارض جانبی شیمی درمانی و پرتودرمانی جلوگیری می کند.

محقق اصلی این مطالعه، پروفسور دیمیتری گورین از Skoltech Photonics، اظهار داشت: درمان فتودینامیک شامل تزریق یک ترکیب حساس کننده به نور به جریان خون و روشن کردن تومور با نوری است که طول موج آن با ترکیب مطابقت دارد، چه از طریق پوست یا با آندوسکوپ. پس از جذب انرژی نور توسط عامل حساس‌کننده، رادیکال‌های آزاد و شکل تهاجمی اکسیژن ایجاد می‌شود که سلول‌ها را به روشی بسیار متمرکز در ناحیه در معرض نور از بین می‌برد.

نویسنده اصلی مقاله، فارغ التحصیل کارشناسی ارشد Skoltech رومن بارمین، گفت: کاری که ما در این مطالعه انجام دادیم این بود که روی دو عامل محبوب حساس به نور نشان دادیم که اتصال آنها به آلبومین، پروتئین سرم گاوی، منجر به نور فعالی بیشتر آنها می‌شود و ترکیب پروتئین-دارو به شکل حباب‌ها منجر به افزایش کارایی می‌شود. این می تواند برای پیشبرد درمان فتودینامیک سرطان استفاده شود.

در این آزمایش، دانشمندان از دو ماده حساس به نور تجاری برای نشان دادن اتصال کووالانسی آلبومین به فتالوسیانین روی و اتصال الکترواستاتیک آن به فتالوسیانین آلومینیوم استفاده کردند. اولی یک عامل درمان فوتودینامیک است که تأیید بالینی را دریافت کرده است، در حالی که دومی هنوز در آزمایش بالینی است. برای "شلاق زدن" حباب های هوا، محلول فتالوسیانین آلبومین در فرکانس و دمای مناسب تحت سونوگرافی قرار گرفت.

بارمین خاطرنشان کرد، "در حالی که تحویل میکروحباب به طور کلی یک رویکرد محبوب است، این مطالعه اولین مطالعه ای است که از حباب های آلبومین در زمینه درمان فتودینامیک استفاده می کند و با دو فتالوسیانین مورد نظر ما کار می کند. ایده پشت تحویل میکروحباب این است که پوسته یک حباب هوا می تواند مولکول های عوامل فتودینامیک را به طور متراکم بسته بندی کند، و حباب ها می توانند به راحتی توسط اولتراسوند پزشکی به روشی کنترل شده "ترک شوند" تا دارو آزاد شود.

پروفسور دیمیتری گورین از Skoltech Photonics نظر داد، آزمایشات نشان داد که تحویل عامل به سلول ها موفقیت آمیز بوده است. هدف بعدی ما درک عمیق تر از تعاملات میکروحباب سلولی برای افزایش عملکرد درمانی است.

پس از بررسی ویژگی‌های حباب‌های میکروبی، تیم به این نتیجه رسید که میکروحباب‌های مزدوج فتودینامیک دارای مشخصات فیزیکوشیمیایی بهبود یافته‌ای هستند: حباب‌ها همان قطری را که همتایان بدون فتالوسیانین خود استفاده می‌کنند (در تصویربرداری اولتراسوند) حفظ می‌کنند، که برای کنترل عملکرد آنها مفید است، در حالی که در در عین حال غلظت حباب و پایداری ذخیره سازی بالاتری دارد.

بارمین گفت:, سوال بعدی این بود: آیا میکروحباب‌ها کارایی عوامل فتودینامیکی را که تحویل می‌دهند افزایش می‌دهند؟ همکاران ما از موسسه فیزیک عمومی پروخوروف تکنیکی را با استفاده از سوسپانسیون گلبول های قرمز برای آزمایش درست آن توسعه داده اند. نتیجه واضح بود: برای هر دو عامل، کمپلکس فتالوسیانین-آلبومین مؤثرتر از فتالوسیانین‌های ساده بود و تحویل میکروحباب باعث افزایش بیشتر فوتواکتیویته دارو شد. این نتیجه از بسته بندی مولکول متراکم در پوسته میکرو حباب است.

مرجع مجله:

1. رومن A.Barmin، Elizaveta A. Makismova و همکاران. میکروحباب های آلبومین با رنگ های روی و آلومینیوم فتالوسیانین برای افزایش فعالیت فتودینامیک کونژوگه شده اند. کلوئیدها و سطوح B: رابط های زیستیبه DOI: 10.1016/j.colsurfb.2022.112856