Гідрогелеві нанокомпозити для діагностики та лікування онкологічних захворювань

О.А. Самойленко; Л.О. Керносенко; Ю.М. Самченко; Л.С. Рєзніченко; В.О. Шляховенко

doi:10.15407/dopovidi2024.02.035

Автор(и)

О.А. Самойленко Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0003-1094-9861
Л.О. Керносенко Інститут біоколоїдної хімії ім. Ф.Д. Овчаренка НАН України, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0001-6463-9098
Ю.М. Самченко Інститут біоколоїдної хімії ім. Ф.Д. Овчаренка НАН України, Київ, Україна
Л.С. Рєзніченко Інститут біоколоїдної хімії ім. Ф.Д. Овчаренка НАН України, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-3652-4426
В.О. Шляховенко Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-5953-191X

DOI:

https://doi.org/10.15407/dopovidi2024.02.035

Ключові слова:

рН-чутливі гідрогелі, полівінілформаль, Лапоніт®, кислотно-модифікований лапоніт, електрофоретичне розділення білків, наночастинки золота, рак колоректальний

Анотація

Розроблено методи синтезу гідрогелевих нанокомпозитів з інкорпорованими наночастинками золота та кислотно-активованим Лапонітом® для ранньої діагностики та лікування онкологічних захворювань. Структуру синтезованих гібридних матеріалів підтверджено методом ІЧ-спектроскопії, а їх властивості охарактеризовано методами лазерної кореляційної спектроскопії, УФ-спектроскопії, зимографії тощо. Показано, що гібридні полімерні системи на основі полівінілформалю, наночастинок золота і рН-чутливих гідрогелів можуть використовуватися для заповнення післяопераційних порожнин з одночасним адресним вивільненням інкорпорованого бактеріостатика альбуциду. Кислотна модифікація Лапоніту® спричиняє утворення наночастинок з мономодальним розподілом за розміром і діаметром близько 150 нм, які в комплексі з поліакриламідним гелем виявляють високу ефективність у разі електрофоретичного розділення білків плазми периферичної крові для ранньої діагностики колоректального раку.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Torre, L. A., Bray, F., Siegel, R. L., Ferlay, J., Lortet-Tieulent, J. & Jemal, A. (2015). Global Cancer Statistics, 2012. CA: Cancer J. Clin., 65, No. 2, pp. 87-108. https://doi.org/10.3322/caac.21262

Turajlic, C. & Swanton, Ch. (2016). Metastasis as an evolutionary process. Science, 352, No. 6282, pp. 169-175. https://doi.org/10.1126/science.aaf2784

Wicki, А., Witzigmann, D., Balasubramanian, V. & Huwyler, J. (2015). Nanomedicine in cancer therapy: challenges, opportunities, and clinical applications. J. Control. Release, 200, pp. 138-157. https://doi. org/10.1016/j.jconrel.2014.12.030

Qian, Q., Shi, L., Gao, X., Ma, Y., Yang, J., Zhang, J. & Zhu, X. (2019). A paclitaxel-based mucoadhesive nanogel with multivalent interactions for cervical cancer therapy. Small, 15, No. 47, e1903208. https://doi.org/10.1002/ smll.201903208

Wolinsky, J. B., Colson, Y. L. & Grinstaff, M. W. (2012). Local drug delivery strategies for cancer treatment: gels, nanoparticles, polymeric films, rods, and wafers. J. Control. Release, 159, pp. 14-26. https://doi.org/10.1016/j. jconrel.2011.11.031

Qian, Q., Wang, D., Shi, L., Zhang, Z., Qian, J., Shen, J., Yu, C. & Zhu, X. (2020). A pure molecular drug hydro- gel for post-surgical cancer treatment. Biomaterials, 265, 120403. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials. 2020.120403

Li, J. & Mooney, D. J. (2016). Designing hydrogels for controlled drug delivery. Nat. Rev. Mater., 1, 16071. https://doi.org/1038/natrevmats.2016.71

Maletskyy, A. P., Samchenko, Yu. M. & Bigun, N. M. (2021). Improving the antitumor effect of doxorubicin in the treatment of eyeball and orbital tumors. Arnouk, H. & Hassan, B. (Eds.). Advances in precision medicine oncology. London: Intech Open. https://doi.org/10.5772/intechopen.95080

Wuethrich, A. & Quirino, J. P. (2019). A decade of microchip electrophoresis for clinical diagnostics—a review of 2008—2017. Anal. Chim. Acta, 1045, pp. 42-66. https://doi.org/10.1016/j.aca.2018.08.009

Sepantafar, M., Maheronnaghsh, R., Mohammadi, H., Rajabi-Zeleti, S., Annabi, N., Aghdami, N. & Baharvand,

H. (2016). Stem cells and injectable hydrogels: synergistic therapeutics in myocardial repair. Biotechnol. Adv., 34, pp. 362-379. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2016.03.003

Laemmli, U. K. (1970). Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, 227, No. 5259, pp. 680-685. https://doi.org/10.1038/227680a0

Lebovka, N., Goncharuk, O., Klepko, V., Mykhailyk, V., Samchenko, Yu., Kernosenko, L., Pasmurtseva, N., Poltoratska, T., Siryk, O., Solovieva, O. & Tatochenko, M. (2022). Cross-linked hydrogels based on polyNIPAAm and acid-activated Laponite®RD: swelling and tunable thermosensitivity. Langmuir, 38, No. 18, pp. 5708-5716.

https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.2c00310

Samchenko, Yu., Korotych, O., Kernosenko, L., Kryklia, S., Litsis, O., Skoryk, M., Poltoratska, T. & Pasmurtseva,

N. (2018). Stimuli-responsive hybrid porous polymers based on acetals of polyvinyl alcohol and acrylic hydrogels. Colloids Surf. A, 544, pp. 91-104. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2018.02.015

Shlyakhovenko, V. O, Samoylenko, O. A., Verbinenko, A. V. & Stakhovsky, E. O. (2021). Ribonuclease activity as possible diagnostic and prognosis marker of prostate cancer. Oncology, 23, No. 3, pp. 130-137 (in Ukrainian). https://doi.org/10.32471/oncology.2663-7928.t-23-3-2021-g.9665

Nakamoto, K. (1986). Infrared and Raman spectra of inorganic and coordination compounds. New York, Chichester, Brisbane, Toronto, Singapore: Wiley. https://doi.org/10.1002/bbpc.198800131

Lyu, Y., Becerril, L. M., Vanzan, M., Corni, S., Cattelan, M., Granozzi, G., Frasconi, M., Rajak, P., Banerjee, P., Ciancio, R., Mancin, F. & Scrimin, P. (2023). The interaction of amines with gold nanoparticles. Adv Mater., e2211624. https://doi.org/10.1002/adma.202211624