Stimuli-responsive conjugated polymer nanoparticles as simple theranostic platforms

Bu çalışmada yeşil ve yakın-kızılötesi bölgede ışıyan, uyaranlara hassas, aynı anda hem biyolojik görüntüleme hem de kemoterapi ilaçlarının taşınması için kullanılabilecek konjuge polimer nanoparçacıklar sentezlenmiştir. Nanoparçacıklar tümör bölgelerinin düşük pH değerlerine ya da bazı tümör tiplerindeki yüksek indirgeme potansiyeline hassastırlar. Bu teranostik platformlar in-vivo görüntüleme için kullanılırken aynı zamanda uyaranlarla tetiklenen kontrollü ilaç salınımı gerçekleştirebilirler. Ana zincirinde değişimli fluoren ve benzothiadiazole birimleri taşıyan ve yeşil bölgede ışıyan bir polimer sentezlernmiştir. Ana zincirinde değişimli tiyofen ve benzothiadiazole birimleri taşıyan bir başka polimer sentezlenmiş ve kırmızı ile yakın-kızılötesi bölgede ışıdığı görülmüştür. Bu polimerlerin nanoparçacıkları nanoçöktürme denilen ve hidrofobik polimer zincirlerinin sulu ortamda büzüşüp ortamda bulunan diğer hidrofobik ajanları da hapsederek nanoparçacıklar oluşturmasına dayanan bir yöntemle hazırlanmıştır. Nanoçöktürme işleminin parametreleri, maksimum ilaç miktarını hapsedecek ve 100 nm altında iyi bir çap dağılımına sahip nanoparçacıklar elde edecek şekilde optimize edilmiştir. Elde edilen konjuge polimer nanoparçacıklar suda ve diğer protein ortamlarında uzun bir süre kararlı bir şekilde kalabildiler. Elektron mikroskobu görüntülerinde küresel ve boyutları birbirine yakın nanoparçacıklar gözlemlenmiştir. In-vitro ilaç salınım deneylerinde, asidik pH değerlerine hassas nanoparçacıklar asidik ortamda daha hızlı ilaç salınımını sağladılar. İndirgeme potansiyeline hassas nanoparçacıklar da bünyelerinde bulunan disülfit çapraz bağların uyaran varlığında kırıldığını gösterdi. İlaç ile yüklenmiş ve boş nanoparçacıkların hücreler üzerindeki toksik etkisini gözlemlemek amacı ile Huh7 hücre hattı ile RT-CES (gerçek zamanlı elektronik hücre algılama) denemeleri yapılmıştır. Boş nanoparçacıklar önemsiz ve geçici bir toksik etki gösterirken, kamptotesin ile yüklenmiş nanoparçacıklar serbest kamptotesinin gösterdiği büyümeyi durdurma etkisini gösterdiler. Nanoparçacıklar ile beraber inkübe edilmiş Huh7 hücrelerinin floresan mikroskop görüntüleri açıkça nanoparçacıkların hücreler tarafından alındığını gösteriyor. Sonuç olarak konjuge polimerlerin fazladan bir görüntüleme ajanına gerek kalmadan teranostik platformların üretiminde kullanılabileceği ve yapılarının uyaranlara hassas akıllı sistemler elde edilecek şekilde tasarlanabileceği gösterilmiştir. Bu sonuçlar basit ve kolayca üretilen, antikanser ajanlarını seçici olarak tümörlere taşırken aynı zamanda ilaç dağılımını izlemeye ve yüksek enerjili zararlı ışınlar kullanmadan tümör görüntülemesi yapmaya olanak sağlayabilecek akıllı sistemler vaat ediyor.