محققان ژاپنی راهبردی سبز و زیست‌سازگار برای سنتز نانوذرات طلا با قابلیت درمان سرطان ارائه کردند. در این روش از پپتیدها برای سنتز نانوذرات استفاده شده است.
دانشمندان دستورالعمل زیست‌سازگاری را برای سنتز نانوذرات طلا با مورفولوژی بهینه برای جذب نور نزدیک به مادون قرمز با استفاده از یک مولکول زیستی به نام پپتید B3 طراحی کرده‌اند. این نانوذرات با تبدیل نور جذب شده به گرما، امکان از بین بردن سلول‌های سرطانی را دارند. نتایج این پروژه درک جدیدی از روش‌های درمان غیرتهاجمی سرطان ارائه می‌دهد که در آن با سنتز نانو‌پلاک‌های طلای مثلثی و دایره‌ای می‌توان سلول‌های سرطانی را نابود کرد.
در درمان سرطان، اثربخشی یک رویکرد با توانایی آن در حفظ سلول‌های غیرسرطانی تعیین می‌شود. به عبارت ساده، هر چه آسیب به سلول‌های سالم بیشتر باشد، عوارض جانبی آن روش درمانی بیشتر است. یک موقعیت ایده‌آل جایی است که فقط سلول‌های سرطانی را بتوان هدف قرار داد و از بین برد. در این راستا، درمان فوتوترمال، رویکردی که در آن سلول‌های سرطانی تزریق شده با نانوذرات طلا می‌توانند با استفاده از نور مادون قرمز نزدیک (NIR) که به شدت توسط نانوذرات طلا جذب می‌شود، گرم و نابود شوند. این روش به‌عنوان یک راهبرد امیدوارکننده مطرح شده است که ماهیت تهاجمی آن بسیار اندک است.
پروفسور ماسایوشی تاناکا از موسسه فناوری توکیو توضیح می‌دهد: «از آنجا که نور NIR قادر به نفوذ به بافت‌های زیستی است، می‌تواند نانوذرات طلا را در بدن فعال کرده و این نانوذرات را به عوامل گرمایش سلول در اندازه نانو تبدیل کند.»
نانو صفحات طلا (AuNPls) به دلیل جذب کارآمد نور NIR به‌عنوان عوامل درمانی فوتوترمال بسیار جذاب هستند. با این حال، سنتز این نانوذرات نیاز به واکنش‌دهنده‌های سخت و شرایط بسیار سمی دارد و این روند را خطرناک می‌کند. در یک مطالعه جدید، پروفسور تاناکا و همکارانش از انگلستان (دانشگاه لیدز) و کره (دانشگاه چونگ آنگ) دستورالعمل ایمن‌تر و سازگار با محیط‌زیست برای سنتز AuNPl ارائه کرده‌اند که نتایج این تحقیق در نشریه ACTA Biomaterialia منتشر شده است.
محققان این پروژه از فرایندی به نام «بیومینراسیون» که از مولکول‌های زیستی برای تولید نانوذرات فلزی با ساختارهای قابل تنظیم استفاده می‌کنند، برای تولید این ساختارها الهام گرفتند.
تاناکا از محققان این پروژه می‌گوید: «پپتیدها یا زنجیره‌های کوتاه اسیدهای آمینه، به دلیل اندازه و ثبات نسبتاً کم، گزینه جذابی برای این منظور هستند. با این حال، هنوز استفاده از آن‌ها برای تولید نانوذرات طلا با ساختارهای بهینه شده برای جذب کارآمد NIR گزارش نشده است.»
پژوهشگران این پروژه با شناسایی پپتیدهای مناسب برای معدنی‌‌سازی AuNPls شروع به کار کردند و پس از انتخاب بیش از ۱۰۰ پپتید، تصمیم گرفتند تا پتانسیل یک پپتید به نام B3 را برای سنتز AuNPls با ساختار قابل کنترل را بررسی کنند که می‌تواند به‌عنوان عوامل تبدیل نور به گرما باشد.
در فرآیندی که محققان ارائه کردند، یک نمک طلا به‌نام HAuCl4، همراه با پپتید B3 و مشتقات آن با غلظت‌های مختلف در یک محلول بافر (یک محلول آبی مقاوم در برابر تغییرات pH) با pH خنثی قرار دادند و نانوذراتی به‌صورت مثلثی و دایره‌ای سنتز شد.
این تیم سپس اثر AuNPls را روی سلول‌های سرطانی کشت شده در شرایط پرتودهی را آزمایش کردند و آن‌ها را برای نشان دادن اثرات درمانی مطلوب مورد مطالعه قرار دادند.
تاناکا با هیجان گفت: «این یافته‌ها نه تنها یک روش ساده و سبز برای AuNPls فراهم می‌کند بلکه دیدگاه‌های تازه‌ای در تنظیم سنتز نانوذرات مبتنی بر پپتیدها ارائه می‌دهد. این کار می‌تواند درهای جدیدی را برای سنتز غیرسمی عوامل درمانی نانوذرات باز کند.»