plasmonic nanobubbles rapidly detect and destroy drug-resistant tumors
الفقاعات النانوية البلازمونية تكتشف الأورام المقاومة للأدوية وتدمرها بسرعة
Article Quality & Performance Metrics
Readership in this journal
SteadyRanked #9 of 15 articles by views in cancer epidemiology, biomarkers & prevention : a publication of the american association for cancer research, cosponsored by the american society of preventive oncology
Bar heights use a square-root scale.
Mint this article as an NFT
Not yet mintedCreate a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.
Abstract
The resistance of residual cancer cells after oncological resection to adjuvant chemoradiotherapies results in both high recurrence rates and high non-specific tissue toxicity, thus preventing the successful treatment of such cancers as head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). The patients' survival rate and quality of life therefore depend upon the efficacy, selectivity and low non-specific toxicity of the adjuvant treatment. We report a novel, theranostic in vivo technology that unites both the acoustic diagnostics and guided intracellular delivery of anti-tumor drug (liposome-encapsulated doxorubicin, Doxil) in one rapid process, namely a pulsed laser-activated plasmonic nanobubble (PNB). HNSCC-bearing mice were treated with gold nanoparticle conjugates, Doxil, and single near-infrared laser pulses of low energy. Tumor-specific clusters of gold nanoparticles (solid gold spheres) converted the optical pulses into localized PNBs. The acoustic signals of the PNB detected the tumor with high specificity and sensitivity. The mechanical impact of the PNB, co-localized with Doxil liposomes, selectively ejected the drug into the cytoplasm of cancer cells. Cancer cell-specific generation of PNBs and their intracellular co-localization with Doxil improved the in vivo therapeutic efficacy from 5-7% for administration of only Doxil or PNBs alone to 90% thus demonstrating the synergistic therapeutic effect of the PNB-based intracellular drug release. This mechanism also reduced the non-specific toxicity of Doxil below a detectable level and the treatment time to less than one minute. Thus PNBs combine highly sensitive diagnosis, overcome drug resistance and minimize non-specific toxicity in a single rapid theranostic procedure for intra-operative treatment.
تؤدي مقاومة الخلايا السرطانية المتبقية بعد الاستئصال الورمي للعلاجات الكيميائية والإشعاعية المساندة إلى ارتفاع كلٍّ من معدلات نكس المرض والسمّية النسيجية غير النوعية، مما يحول دون العلاج الناجح لسرطانات مثل سرطانة الخلايا الحرشفية في الرأس والعنق (HNSCC). وبناءً على ذلك، يعتمد معدل بقاء المرضى وجودة حياتهم على فعالية العلاج المساند وانتقائيته وانخفاض سميته غير النوعية. نُقدِّم في هذا البحث تقنية علاجية تشخيصية مبتكرة داخل الجسم الحي (in vivo) تجمع بين التشخيص الصوتي والإيصال الموجَّه داخل الخلوي لعقار مضاد للأورام (الدوكسوروبيسين المغلَّف بالجسيمات الشحمية، دوكسيل) في عملية سريعة واحدة، متمثلة في الفقاعات النانوية البلازمونية (PNB) المنشَّطة بالليزر النبضي. عُولجت فئران مصابة بسرطانة الخلايا الحرشفية في الرأس والعنق بمقترنات جسيمات الذهب النانوية، وعقار دوكسيل، ونبضات مفردة منخفضة الطاقة من ليزر الأشعة تحت الحمراء القريبة. حوَّلت تجمعات جسيمات الذهب النانوية النوعية للورم (كرات ذهبية صلبة) النبضات الضوئية إلى فقاعات نانوية بلازمونية موضعية. ورصدت الإشارات الصوتية للفقاعات النانوية البلازمونية الورمَ بحساسية ونوعية عاليتين. كما أدَّى الأثر الميكانيكي لهذه الفقاعات، المتزامنة الموضع مع جسيمات دوكسيل الشحمية، إلى قذف الدواء انتقائيًا داخل سيتوبلازم الخلايا السرطانية. وأسفر التوليد النوعي للفقاعات النانوية البلازمونية في الخلايا السرطانية واقتران موضعها داخل الخلايا مع دوكسيل عن تحسين الفعالية العلاجية داخل الجسم الحي (in vivo) من 5-7% عند استخدام دوكسيل وحده أو الفقاعات النانوية البلازمونية وحدها إلى 90%، مما يُثبت التأثير العلاجي التآزري لتحرير الدواء داخل الخلوي القائم على الفقاعات النانوية البلازمونية. كما أدَّت هذه الآلية إلى خفض السمية غير النوعية للدوكسيل إلى ما دون المستويات القابلة للرصد، وتقليص زمن العلاج إلى أقل من دقيقة واحدة. وبذلك، تجمع الفقاعات النانوية البلازمونية بين التشخيص عالي الحساسية، والتغلب على مقاومة الأدوية، والحد من السمية غير النوعية في إجراء علاجي تشخيصي واحد وسريع يُطبق أثناء العمليات الجراحية.
| Reference Key |
lapotko2012theranosticsplasmonic
Use this key to autocite in the manuscript while using
SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
|
|---|---|
| Authors | ;Ekaterina Y. Lukianova-Hleb, Xiaoyang Ren, Debra Townley, Xiangwei Wu, Michael E. Kupferman, Dmitri O. Lapotko |
| Journal | cancer epidemiology, biomarkers & prevention : a publication of the american association for cancer research, cosponsored by the american society of preventive oncology |
| Year | 2012 |
| DOI |
DOI not found
|
| URL | |
| Keywords |
Citations
No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org
ZincirX productsfrom the team behind Journament
-
PatentYazar
Patent drafts for the EPO, USPTO and TürkPatent
From inventor notes to a DOCX draft: description, claims, abstract. The machine drafts, the attorney signs.
See how it works (opens in a new tab) -
Projenator
Have a project idea? Score and plan it with AI
AI scores your idea in five dimensions and builds a phased plan. Your first project is free, no card needed.
Start your first project (opens in a new tab)
Cookies
We use strictly necessary cookies to run the site and keep you signed in. With your permission we would also use Google Analytics to see how the site is used, and Google AdSense to show ads on journal and article pages. Both stay off unless you accept, and you can change your mind at any time. How we use cookies · KVKK notice (Türkiye)
Cookie settings
Comments
No comments yet. Be the first to comment on this article.