종양을 찾고 파괴하는 새로운 암 사냥 ' 나노 로봇 '

공상 과학 소설의 한 장면처럼 들립니다. 인체 주변을 여행하고 악성 종양을 찾아 내서 파괴하는 작은 무기 로봇의 군대입니다.

그러나 오늘날 University of California Davis Cancer Center에서 실시한 Nature Communications의 연구에 따르면 현실적인 시나리오가 그리 멀지 않을 것으로 예상됩니다. 암 진단 및 치료에 도움을 줄 수있는“나노 포르피린 (나노 포르피린)”이라는 다목적 항 종양 나노 입자의 개발에서 유망한 진전이 이루어지고 있습니다.

암은 세계에서 가장 큰 살인자 입니다. 2012 년에는 약 1,410 만 건의 새로운 암 사례가 진단되었으며 전 세계적으로 약 820 만 명이 암으로 사망했습니다.

올해 암은 심혈관 질환 을 능가 하여 호주의 주요 사망 원인이되었습니다. 작년에 40,000 명의 호주인이 암으로 사망했습니다. 과학자들이 질병을 효율적이고 안전하게 진단하고 치료하기 위해 가능한 모든 기술을 탐색한다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

나노 기술은 이러한 혁신적인 암 싸움 기술 중 하나입니다.

나노 테크 : 큰 문제

나노 미터는 매우 작은 길이의 단위로 단지 10 억 분의 1 미터입니다. 나노 기술은 다양한 기능과 응용 분야를 위해 매우 작은 나노 레벨 구조를 구축하는 것을 연구합니다.

이러한 나노 입자 기반 응용 분야 중 하나는 정확한 암 진단 기술과 안전하고 효율적인 종양 치료법의 개발입니다. 유일한 문제는 특정 작업에 맞게 나노 입자를 조정해야한다는 것입니다. 연구 및 구축에 많은 시간과 비용이 소요될 수 있습니다.

나노 입자는 어떻게 작동합니까? 무기 또는 유기 성분을 사용하여 만들 수 있습니다. 각각 다른 속성을 가지고 있습니다 :

무기 나노 입자는 종종 형광 프로브 및 자기 공명 영상 종양 진단;

"연질"유기 나노 입자는 생체 적합성, 화학적 변형 능력 및 약물 로딩 능력으로 인해 종양 치료를위한 최고의 약물 전달 담체이다. Genexol-PM (파클리탁셀-로드 된 폴리머 미셀), Doxil (리포좀 독소루비신) 및 Abraxane (파클리탁셀-로드 된 인간 혈청 알부민 나노 응집체)을 포함한 몇몇 "연질"유기 나노 의약은 인간 암의 치료를 위해 승인되었거나 임상 시험 중입니다.

새로운 유기 나노 입자 인 나노 포르피린이이 모든 것을 할 수 있습니다.

나노 포르피린의 기능

나노 포르피린의 크기는 20-30 나노 미터입니다. 기술을 원한다면, 그것은 4 개의 포르피린을 함유하는 가교 가능한 양친 매성 덴드리머 분자로 구성된 자체 조립 미셀입니다.

가장 단순한 포르피린 인 포르 핀의 구조. 위키 미디어 공용

기술적으로 덜하고 싶다면, 친수성 ( "물을 좋아하는") 머리가 바깥 쪽을 향하고 소수성 ( "물을 싫어하는") 꼬리가 안쪽을 가리키는 느슨하게 결합 된 분자 그룹 (또는 "미셀")입니다. 각 분자에는 포르피린이라는 유기 화합물이 포함되어 있습니다. 포르피린은 자연적으로, 가장 잘 알려진 헴, 적혈구의 안료입니다.

나노 포르피린의 작은 크기는 두 가지 수준으로 작용할 수있는 종양 세포에 갇히고 축적 될 수 있기 때문에 본질적인 이점을 제공합니다.

분자 수준에서 나노 포르피린은 자기 공명 영상 ( MRI ), 양전자 방출 단층 촬영 ( PET ) 및 이중 모달 PET-MRI에서 종양 조직의 대비를 향상시켜 진단을 도울 수 있습니다. (이것은 약간 기술적이지만, 관심이 있다면 포르피린은 리간드로 작용하여 가돌리늄 (III) 또는 ⁶⁴ 구리 (II)와 같은 이미징 에이전트 금속 이온과 킬레이트됩니다.)

미셀 수준에서, 나노 포르피린은 항 종양 약물과 함께 로딩되어 악성 조직을 사멸시킬 수있다. 예를 들어, 활성화되면, 그것은 종양 조직을 "요리"하기 위해 열을 생성하고, 종양 부위에서 치명적인 반응성 산소 종 (ROS)을 방출 할 수있다.

무장하고 위험한 (종양에)

기능성 나노 입자 공정은 무장 나노 로봇의 공정과 유사 할 수 있습니다. 예를 들어, 종양 인식 모듈이 전달 나노-로봇 (유기 입자)에 설치 될 때, 무장 약물 로딩 된 나노-로봇 입자는 약물을 표적화하여 종양 조직으로 전달할 수있다. 그들은 주변의 건강한 세포와 ​​조직에 무해하면서 그 세포 만 죽입니다.

종양 인식 모듈이 프로브 나노 로봇 (무기 입자)에 설치된 경우, 무장 나노 로봇 입자는 종양 조직으로 들어가 의사가 종양을 더 잘 진단 할 수 있도록 측정 가능한 신호를 활성화 할 수 있습니다.

이러한 기능들을 하나의 나노 입자에 통합시키는 것은 큰 도전이었다. 약물 담체로서 유기 나노 입자에서 광선 요법에 대한 영상화 기능 및 광 흡수 능력을 조합하는 것은 어렵다. 이것은 지금까지 종양 진단 및 치료를위한 똑똑하고 다재다능한 "올인원"유기 나노 입자의 개발을 방해했다.

나노 포르피린의 생산은 다기능의 통합 된 나노 입자의 개발에서 효율적인 전략이다. 동일한 전략을 사용하여 나노 의료 비용을 줄이고, 맞춤형 치료 계획을 개발하고, 자체 평가 나노 의약품을 생산하는 다목적 나노 입자 플랫폼을 안내 할 수 있습니다.