Fucoidan nano szelén előállítása és a tumorsejtek proliferációjának gátlása
Jelenleg a szív- és érrendszeri betegségek mellett a rák a második vezető emberi halálozási ok. Nehéz kezelhetősége, hosszú kezelési ciklusa és magas kezelési költségei miatt súlyos terhet ró az emberek életére. A kemoterápia a modern nyugati orvoslásban a rák kezelésének egyik fő módszere, de a kemoterápiás gyógyszerek súlyos mellékhatásai és gyógyszerrezisztenciája miatt a kezelés hatása nem ideális. Ezért a nagy hatékonyságú és toxikus mellékhatások nélküli, széles spektrumú daganatellenes gyógyszer kifejlesztése még mindig sürgős megoldandó probléma.
A szelén (Se) az emberi szervezet számára nélkülözhetetlen nyomelem, amely fontos szerepet játszik a glutation-peroxidáz, a tioredoxin-reduktáz és más enzimek szintézisében. Részt vesz a különböző élettevékenységekben, és nagy jelentőséggel bír az emberi egészség szempontjából. Ugyanakkor a szelénnek különböző funkcionális tevékenységei is vannak, például antioxidáns és daganatellenes. Kutatások megállapították, hogy a rákos betegek szervezetében szelénhiány lép fel. A szelén megfelelő bevitele megvédheti a normál sejteket és csökkentheti a rák előfordulását. A szervezetekben használható Se biztonságos adagolási tartománya azonban nagyon szűk, és a túlzott használat miatt könnyen mérgezést okozhat. Ezért létfontosságú a Se biztonságos formáinak feltárása és kifejlesztése a toxicitás csökkentése érdekében. A kutatások megállapították, hogy a Se hagyományos formáihoz képest a szelén nanorészecskék (SeNP-k) kisebb toxicitással és jobb biológiai hozzáférhetőséggel rendelkeznek egyedi méretük és felületi hatásuk miatt. A SeNP-k azonban nagy aktivitással rendelkeznek, mivel a felületükön nincsenek szomszédos koordináló atomok, ami szobahőmérsékleten rendkívül instabillá teszi őket, és hajlamosak aggregálódni, hogy toxikusabb elemi Se-t képezzenek. Ezért a SeNP-k előállításához általában diszpergálószereket használnak, hogy növeljék diszpergálhatóságukat. A poliszacharidok molekulaszerkezetében hidroxilcsoportok találhatók, amelyek intermolekuláris hidrogénkötéseken keresztül kötődhetnek a Se-hez, így megakadályozzák a SeNP-k aggregációját. Ezért a poliszacharidokat gyakran használják a SeNP-k diszpergálására. Jelenleg a nanoszelén-módosítóként használt poliszacharidok közé tartoznak az asztragalusz poliszacharidok, a konjak glükomannán stb.
A fucoidan (FD) egy természetes, vízben oldódó poliszacharid, amely barna algából származik, és szulfátozott fucoidanból, mannózból, arabinózból, glükuronsavból és más monoszacharidokból áll. A kutatók megállapították, hogy a fucoidan különböző funkcionális tevékenységekkel rendelkezik, például tumorellenes, antioxidáns és gyulladáscsökkentő hatással. Jelenleg azonban nincsenek jelentések a nano szelén fucoidánnal történő módosításáról. Ezért ez a cikk az FD-t stabilizátorként használja a fucoidan szelén nanorészecskék (FD SeNP-k) előállításához redoxi reakciókon keresztül. Egytényezős és válaszfelületi kísérleteket használunk az előállítási folyamat paramétereinek optimalizálására, valamint a további szerkezeti azonosítást és a tumorsejtek proliferációjának gátlását vizsgáljuk, elméleti adatokkal alátámasztva az FD SeNP-k tumorsejt-gátlóként való kifejlesztését és alkalmazását.

Ez a cikk az FD SeNP-k optimális előállítási folyamatparamétereit egytényezős és válaszfelület-optimalizálási kísérletekkel kapta meg, amelyek a következők: 35 ℃ reakcióhőmérséklet, 1 óra reakcióidő, 14:1 aszkorbinsav és nátrium-szelenit moláris aránya, valamint 0,8 mg/ml FD-koncentráció. Ilyen körülmények között a minimális részecskeméret (83,40 ± 0,55) nm-t, a potenciál (-31,89 ± 0,47) mV-ot, a szeléntartalom pedig 29,93%-t ért el. A szerkezet további azonosítása kimutatta, hogy az FD hidroxiladszorpció révén egyenletesen gömb alakú nanorészecskéket képez a SeNP-k felületén, ami azt jelzi, hogy a poliszacharidok poláros csoportjai hatékonyan gátolhatják a SeNP-k aggregációját.

A jelenlegi kutatás megállapította, hogy a daganatellenes mechanizmusok közé tartozik a tumorsejtek növekedésének gátlása, a tumorsejtek áttétképződésének vagy inváziójának gátlása, valamint a szervezet immunrendszerének szabályozó képességének fokozása a daganatellenes hatások elérése érdekében. A kutatások kimutatták, hogy a poliszacharidokat sablonként használó SeNP-k elősegíthetik a kapcsolódó apoptotikus fehérjék és autofágia-marker fehérjék expresszióját, ezáltal a tumorsejtek apoptózisát és autofágiáját indukálják. A jelen tanulmány in vitro daganatellenes kísérlete azt mutatta, hogy az FD módosított SeNP-k jelentősen fokozhatják a SeNP-k tumorsejt-proliferációt gátló képességét és jó sejtszelektivitással rendelkeznek, de a specifikus hatásmechanizmusát tovább kell vizsgálni.