Fototermal terapi için doğal melanin nanopartikülleri: Metal iyonu şelatlı ve şelatsız formların karşılaştırmalı bir çalışması

Metal iyonlarıyla şelatlanmış melanin nanopartikülleri (MNP'ler) teranostik uygulamalar için giderek artan bir ilgi görmektedir. Fakat, metal iyon şelatlanmasının MNP'lerin fototermal terapi (PTT) performansı üzerindeki etkisi büyük ölçüde incelen memiş durumdadır. Bu çalışma, ışınlama dalga boyu ve demir şelatlanması etkilerine odaklanarak melanin bazlı nanopartiküllerin (MBNP'ler) PTT potansiyelini araştırmaktadır. MNP'ler ve Fe3+-şelatlanmış melanin nanopartikülleri (MNP-Fe3+) sen tezlendi ve prostat kanseri hücrelerine uygulandı. Nanopartiküllerin en yüksek toksik olmayan konsantrasyonlarını belirlemek için sitotoksisite testi yapıldı. Fe3+-şelatlanmış MNP'ler azaltılmış sitotoksisite gösterdi ve bu, melaninin Fe3+ iyonlarının toksik etkilerini hafifletebileceğini ve manyetik rezonans görüntülemede (MRI'da) kontrast madde olarak kullanımı için avantajlı bir özellik olduğunu göstermektedir. MBNP'lerin geniş emilim spektrumu göz önüne alındığında, PTT deneylerinde kullanılmak üzere üç farklı dalga boyu (530 nm, 660 nm ve 785 nm) seçildi. Test edilen dalga boyları arasında yalnızca 785 nm ışınlama, hücre canlılığında önemli bir azalmaya yol açtı. Şelatlanmamış MNP'lar için hücre sağkalımı, 20 dakika PTT tedavisinden sonra yaklaşık %50'ye düştü. MNP-Fe3+ için sağkalım, 10 dakika PTT tedavisinde yaklaşık %40'a düştü ve 20 dakika PTT tedavisi ardından yaklaşık %30'a geriledi. Canlı/ölü boyama yalnızca 785 nm grubu için gerçekleştirildi ve MTT deneyinde gözlemlenen hücre ölümü modellerini doğruladı. Sonuçlar Fe3+ şelasyonunun MNP'lerin fototermal aktivitesini artırdığını gösterdi. Bu bulgular, MRI kontrastını arttırdığı bilinen MNP'lerin Fe3+ şelatlanmasının, biyouyumluluklarını ve PTT etkinliklerini iyileştirdiğini düşündürmektedir.