A BBTE Interdiszciplináris Bio-Nano Tudományok Kutatóintézetének égisze alatt működő Nanobiofotonikai és Lézer-mikrospektroszkópiai Központ fiatal kutatói a kolozsvári Agrártudományi és Állatorvosi Egyetem, valamint a lyoni Ecole Normale Supérieure munkatársaival együttműködve olyan nanorendszert dolgoztak ki, amely különleges opto- és termoplazmonikus tulajdonságai révén áttörést hozhat a daganatos megbetegedések kezelésében. A hibrid nanorendszer eddig összeegyeztethetetlennek vélt nanogyógyászati irányvonalak között teremt kapcsolatot, mutat rá a BBTE közleménye. A kutatás eredményei a jó nevű Colloids and Surfaces B: Biointerfaces folyóiratban jelentek meg.

A daganatos megbetegedések nanogyógyászati kezelésében két fontosabb irányvonal létezik: a fototermikus, illetve a fotodinamikus. A fototermikus terápiák során a daganatos szövetekbe juttatott nanorészecskéket közeli infravörös tartományú fénnyel sugározzák. A nanorészecskék hővé alakítják a fényt, mely elpusztítja a daganatos sejteket. A fotodinamikus terápiák során fényérzékenyítő molekulákat vagy nanorészecskéket juttatnak be a tumorszövetekbe, majd a megfelelő hullámhosszúságú lézerfénnyel megvilágítják ezeket. A fényérzékenyítő anyag molekuláiban ennek hatására toxikus, reaktív oxigéngyökök képződnek, melyek pusztítják a rákos szöveteket.

A közeli infravörös spektrum rendkívül fontos a bőrdaganatok kezelésében, ugyanis sokkal mélyebbre hatol a bőrszövetekben, mint a látható fény tartománya. Ugyanakkor viszonylag kevés olyan fényérzékenyítő nanorészecskéről tudunk, melyek a közeli infravörös sugárzás hatására terápiás hatást váltanának ki. Az arany nanorészecskék – különleges optikai adottságaik és magas biokompatibilitásuk révén – nagy lehetőségeket képviselnek a rákos daganatok nanogyógyászati kezelésében.

A kutatócsoport egy korábbi vizsgálat keretében igazolta, hogy az bipiramidális alakú arany nanorészecskék szintetikusan jól ellőállíthatók, fototermikus aktivitást fejtenek ki, 97%-os hatékonysággal alakítják hővé a közeli infravörös sugárzást. Jelen kutatás keretében arra is fény derült, hogy e sajátos formájú nanorészecskék fotodinamikai aktivitást fejtenek ki, azaz szinglet oxigéngyököket hoznak létre. A felfedezés nagy jelentőséggel bír, hiszen azt igazolja, hogy lehetséges kettős hatású, hibrid, fotermikus-fotodinamikus nanorendszerek előállítása.

A kísérlet során az oktaéder nanorészecskéket indocianin-zöld fényérzékenyítővel töltötték fel, amely fototermikus és fotodinamikai tulajdonságokkal egyaránt bír. A hibrid nanonrendszer hatékonyságát vizes oldatban tesztelték. A fototermikus aktivitás megduplázódott, a fotodinamikai aktivitás pedig nyolcszorosára erősödött. A teszteredményeket in vitro, bőrrák-sejtcsíkokon végzett kísérletek is visszaigazolták.