Herstellung von Fucoidan-Nanoselen und dessen Hemmung der Tumorzellproliferation
Derzeit ist Krebs neben Herz-Kreislauf-Erkrankungen die zweithäufigste Todesursache beim Menschen. Aufgrund seiner schwierigen Behandlung, der langen Behandlungsdauer und der hohen Behandlungskosten stellt er eine große Belastung für das Leben der Menschen dar. Die Chemotherapie ist eine der wichtigsten Methoden zur Behandlung von Krebs in der modernen westlichen Medizin, aber aufgrund der schwerwiegenden Nebenwirkungen und der Medikamentenresistenz von Chemotherapeutika ist die Behandlungswirkung nicht optimal. Daher ist die Entwicklung eines Breitspektrum-Tumormedikaments mit hoher Wirksamkeit und ohne toxische Nebenwirkungen immer noch ein dringend zu lösendes Problem.
Selen (Se) ist ein essentielles Spurenelement für den menschlichen Körper und spielt eine wichtige Rolle bei der Synthese von Glutathionperoxidase, Thioredoxinreduktase und anderen Enzymen. Es ist an verschiedenen Lebensvorgängen beteiligt und von großer Bedeutung für die menschliche Gesundheit. Gleichzeitig hat Selen auch verschiedene funktionelle Aktivitäten wie Antioxidantien und Antitumormittel. Forschungen haben ergeben, dass Krebspatienten unter Selenmangel in ihrem Körper leiden. Eine ausreichende Zufuhr von Selen kann normale Zellen schützen und das Auftreten von Krebs verringern. Der sichere Dosierungsbereich von Selen, der in Organismen verwendet werden kann, ist jedoch sehr eng, und eine übermäßige Verwendung kann leicht zu Vergiftungen führen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, sichere Formen von Se zu erforschen und zu entwickeln, um seine Toxizität zu verringern. Forschungen haben ergeben, dass Selen-Nanopartikel (SeNPs) im Vergleich zu herkömmlichen Formen von Se aufgrund ihrer einzigartigen Größe und Oberflächeneffekte eine geringere Toxizität und eine bessere Bioverfügbarkeit aufweisen. Allerdings haben SeNPs aufgrund des Fehlens benachbarter koordinierender Atome auf ihrer Oberfläche eine hohe Aktivität, was sie bei Raumtemperatur extrem instabil und anfällig für die Aggregation zu giftigerem elementarem Se macht. Daher werden bei der Herstellung von SeNPs im Allgemeinen Dispergiermittel verwendet, um ihre Dispergierbarkeit zu erhöhen. Polysaccharide haben Hydroxylgruppen in ihrer Molekularstruktur, die sich über intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen mit Se verbinden können, um die Aggregation von SeNPs zu verhindern. Daher werden Polysaccharide häufig zur Dispersion von SeNPs verwendet. Zu den Polysacchariden, die derzeit als Nano-Selen-Modifikatoren verwendet werden, gehören Astragalus-Polysaccharide, Konjac-Glucomannan usw.
Fucoidan (FD) ist ein natürliches wasserlösliches Polysaccharid aus Braunalgen, das aus sulfatiertem Fucoidan, Mannose, Arabinose, Glucuronsäure und anderen Monosacchariden besteht. Forscher haben festgestellt, dass Fucoidan verschiedene funktionelle Wirkungen hat, z. B. antitumorale, antioxidative und entzündungshemmende Wirkungen. Allerdings gibt es derzeit keine Berichte über die Modifizierung von Nanoselen mit Fucoidan. Daher wird in diesem Artikel FD als Stabilisator verwendet, um durch Redoxreaktionen Fucoidan-Selen-Nanopartikel (FD SeNPs) herzustellen. Mit Hilfe von Einzelfaktor- und Response-Surface-Experimenten werden die Parameter des Präparationsprozesses optimiert und die weitere strukturelle Identifizierung sowie die Hemmung der Tumorzellproliferation untersucht, um die Entwicklung und Anwendung von FD SeNPs als Tumorzellinhibitoren mit theoretischen Daten zu unterstützen.

In diesem Artikel wurden die optimalen Parameter für die Herstellung von FD-SeNPs durch Experimente zur Einfaktor- und Reaktionsflächenoptimierung ermittelt: eine Reaktionstemperatur von 35 ℃, eine Reaktionszeit von 1 Stunde, ein molares Verhältnis von Ascorbinsäure zu Natriumselenit von 14:1 und eine FD-Konzentration von 0,8 mg/ml. Unter diesen Bedingungen wurde eine minimale Partikelgröße von (83,40 ± 0,55) nm, ein Potenzial von (-31,89 ± 0,47) mV und ein Selengehalt von 29,93% gemessen. Die weitere Identifizierung der Struktur ergab, dass FD gleichmäßig kugelförmige Nanopartikel auf der Oberfläche von SeNPs durch Hydroxyladsorption bildet, was darauf hindeutet, dass die polaren Gruppen der Polysaccharide die Aggregation von SeNPs wirksam hemmen können.

Die aktuelle Forschung hat herausgefunden, dass die Anti-Tumor-Mechanismen vor allem die Hemmung des Tumorzellwachstums, die Hemmung der Metastasierung oder Invasion von Tumorzellen und die Stärkung der körpereigenen Immunregulation umfassen, um Anti-Tumoreffekte zu erzielen. Die Forschung hat gezeigt, dass SeNPs, die Polysaccharide als Templates verwenden, die Expression verwandter apoptotischer Proteine und Autophagie-Markerproteine fördern können und dadurch die Apoptose und Autophagie von Tumorzellen induzieren. Das in vitro Antitumorexperiment dieser Studie ergab, dass FD modifizierte SeNPs die Fähigkeit von SeNPs, die Tumorzellproliferation zu hemmen, deutlich verbessern können und eine gute Zellselektivität aufweisen, aber ihr spezifischer Wirkmechanismus muss weiter untersucht werden.