Tadqiqotchilar ipak fibroin nanoparchalarini tashuvchi sifatida ishlatadigan hamda indosianin yashili (ICG) bilan Fe3+ ionlarini bir tuzilma ustida birlashtiradigan FSINPs deb nomlangan eksperimental nanoplatformani ishlab chiqdilar. Maqsad faqat o‘sma hujayralarini yorug‘lik bilan qizdirish emas, balki bitta nanoparchada fototermal terapiya (PTT), fotodinamik terapiya (PDT), xemodinamik terapiya (CDT) va o‘sma mikroatrof-muhitiga sezgir fluoressent tasvirlashni birlashtirish edi.
FSINP ishlab chiqarishda ko‘p bosqichli kovalent kimyoviy bog‘lash o‘rniga adsorbsiyaga asoslangan soddaroq yondashuv qo‘llanildi. Avval ICG ipak fibroin nanoparchalariga yuklandi, so‘ng FeCl3 qo‘shilib Fe3+ bilan ICG o‘rtasida koordinatsiya hosil qilindi. TEM o‘lchovlarida ipak fibroin nanoparchalarining o‘rtacha o‘lchami 90,3 ± 19,1 nm, FSINPlarning o‘rtacha o‘lchami esa 94,3 ± 13,4 nm deb topildi. DLS yordamida suvli muhitdagi gidrodinamik diametrlar mos ravishda 189,6 ± 1,5 nm va 232,7 ± 2,1 nm deb o‘lchandi.
Fe3+ koordinatsiyasi normal sharoitlarda ICG fluoressensiyasini sezilarli darajada so‘ndirdi. Tadqiqotda o‘smaning kislotali va yuqori glutationli mikroatrof-muhitini taqlid qiluvchi sharoitlarda bu koordinatsiya buzilishi bilan fluoressensiyaning qayta paydo bo‘lishi ko‘rsatildi. Sichqon tajribalarida o‘sma ichiga FSINP yuborilgandan keyin o‘sma sohasidagi fluoressent signal 48 soatlik kuzatuv davomida saqlanib, kuchaygani xabar qilindi.
808 nm yaqin infraqizil yorug‘lik ostida FSINPlarning fototermal konversiya samaradorligi taxminan %48,7 deb hisoblandi. Hujayra tajribasida 400 µg/mL FSINP lazer qo‘llanmaganda 4T1 hujayra yashovchanligini %75,9 gacha pasaytirgan bo‘lsa, xuddi shu konsentratsiyada 808 nm yorug‘lik qo‘llanganda yashovchanlik %5,9 gacha tushdi. Normal 3T3 fibroblastlarda esa 0–400 µg/mL oralig‘ida 24 soatlik FSINP ta’siridan keyin hujayra yashovchanligi %90 dan yuqori bo‘lib qoldi.
4T1 o‘smasi bo‘lgan sichqonlarda o‘sma ichiga FSINP yuborish bilan 808 nm lazerni birgalikda qo‘llagan guruh tadqiqotning 14 kunlik tajriba muddati ichida o‘smani eng kuchli bostirishni ko‘rsatdi va tadqiqotchilar bu guruhda o‘smaning to‘liq eliminatsiyasini bildirdilar. Biroq bu natija kichik namunali sichqon modeli, mahalliy intratumoral inyeksiya va qisqa tajriba muddatiga tegishlidir. Odamlarda davolash samaradorligi, vena ichiga dori yetkazib berish, metastaz nazorati, uzoq muddatli qaytalanish yoki yashab qolish ushbu tadqiqotda baholanmagan.
Turkiya nuqtai nazaridan: Tadqiqot Turkiyadagi nanotexnologiya, biomateriallar, fototibbiyot va saraton tadqiqot laboratoriyalari uchun o‘rganilishi mumkin bo‘lgan eksperimental platformani taqdim etadi; biroq Turkiyada bemor yoki klinik qo‘llash ma’lumotlarini o‘z ichiga olmaydi. Insonlarda qo‘llashga o‘tish uchun farmakokinetika, tizimli yuborish, dozani optimallashtirish, immun javob, uzoq muddatli toksiklik, farmatsevtik ishlab chiqarishni standartlashtirish va klinik xavfsizlik kabi bosqichlar alohida o‘rganilishi kerak. Sichqonlarda olingan doza yoki lazer natijalarini bemorlarga bevosita ko‘chirish ilmiy jihatdan to‘g‘ri emas.
FSINP nomi nimani anglatadi?
FSINP tadqiqotda Fe-doped ICG-loaded silk fibroin nanoparticles uchun ishlatilgan qisqartmadir. Platforma uchta asosiy komponentni birlashtiradi:
- Ipak fibroin nanoparchasi: tashuvchi matritsa.
- ICG: yaqin infraqizil yorug‘likni yutadigan hamda issiqlik va fotodinamik ta’sir hosil qila oladigan komponent.
- Fe3+: ICG bilan koordinatsiya hosil qiladigan va Fenton kimyosiga asoslangan CDT mexanizmida qatnashadigan metall ioni.
Tadqiqot dizaynidagi muhim jihat shundaki, ushbu komponentlar murakkab ko‘p bosqichli kimyoviy modifikatsiyalar o‘rniga xona haroratidagi ketma-ket adsorbsiya va aralashtirish jarayonlari orqali birlashtirilgan.
Ipak fibroin qanday tayyorlandi?
Ipak qurti pillalari avval seritsinni olib tashlash maqsadida %0,5 (w/v) Na2CO3 ichida ishlov berildi. Birinchi jarayon 100 °C da 60 daqiqa davom ettirildi va keyin yangi eritma bilan 30 daqiqalik ikkinchi degumming bosqichi bajarildi.
Olingan fibroin CaCl2/C2H5OH/H2O uchun 1:2:8 molyar nisbatli uch komponentli erituvchi tizimida 80 °C da to‘rt soat eritildi. So‘ng 14 kDa MWCO dializ membranasida uch kun dializ qilindi, eritma sentrifugalanib, −80 °C da oldindan muzlatildi va liyofilizatsiya qilindi.
Nanoparchalar qanday ishlab chiqarildi?
SFNP ishlab chiqarishda 10 mg/mL ipak fibroin eritmasi fibroin:aseton hajm nisbati 1:5 bo‘ladigan tarzda sof asetonga tomizildi. Aralashma xona haroratida 600 rpm da aralashtirildi, aseton chiqarib tashlandi va nanoparchalar 12.000 rpm da 10 daqiqa, 4 °C da sentrifugalanib yig‘ildi.
FSINP ishlab chiqarishda 2 mL, 1 mg/mL SFNP eritmasiga 100 µL, 1 mM ICG qo‘shildi. Keyin 300 µL, 20 mM FeCl3 eritmasi qo‘shildi va tizim ikki soat aralashtirildi. Mahsulot 12.000 rpm da 10 daqiqa sentrifugalandi, uch marta deionizatsiyalangan suv bilan yuvildi va 4 °C da saqlandi.
Nanoparchalarning fizik xususiyatlari qanday edi?
TEM tasvirlarida SFNP va FSINP tuzilmalarining nisbatan bir xil va sferasimon morfologiyaga ega ekani xabar qilindi. O‘rtacha TEM o‘lchami SFNP uchun 90,3 ± 19,1 nm, FSINP uchun 94,3 ± 13,4 nm deb o‘lchandi.
DLS o‘lchovlarida suvli muhitdagi gidrodinamik diametr SFNP uchun 189,6 ± 1,5 nm, FSINP uchun 232,7 ± 2,1 nm deb topildi. Tadqiqotchilar TEM bilan DLS o‘rtasidagi farqni zarrachalarning suvli muhitda shishgan holatda bo‘lishi bilan bog‘laydilar.
Zeta potensiali SFNPlarda −21,4 ± 0,1 mV bo‘lgan bo‘lsa, FSINPlarda +14,3 ± 1,1 mV ga siljidi. EDS element xaritalashida C, N, O va Fe nanoparchalarda taqsimlangani; XPS tahlilida esa Fe(II) va Fe(III) holatlari birgalikda mavjudligi xabar qilindi.
ICG ipak fibroinga qanday bog‘lanadi?
Tadqiqotchilar bu savolni eksperimental xarakterizatsiya bilan birga hisoblash usullari yordamida ham o‘rgandilar. AutoDock 4.2.6 orqali olingan o‘nta docking konformatsiyasi orasida Konformatsiya 1 eng past hisoblangan bog‘lanish energiyasini berdi:
\[ \Delta G_{binding}=-5{,}65\ \text{kcal/mol} \]
Ushbu konformatsiya uchun hisoblangan ingibitsiya konstantasi:
\[ K_i=71{,}64\ \mu M \]
deb xabar qilindi.
Docking modeli ICG ipak fibroin tarkibidagi aminokislotalar bilan, ayniqsa vodorod bog‘lari orqali o‘zaro ta’sirlashishi mumkinligini bashorat qildi. Lizin va arginin qoldiqlari muhim bog‘lanish nuqtalari sifatida taklif qilindi.
Tanlangan kompleks keyin 300 ns molekulyar dinamika simulyatsiyasiga tortildi. Dastlabki taxminan 50 ns strukturaviy bo‘shashishdan so‘ng ICG bilan oqsil massa markazi orasidagi masofa taxminan 2,0–3,0 Å oralig‘ida qoldi. Tizim bo‘ylab 1–5 vodorod bog‘i kuzatilgan bo‘lsa, muvozanat davrida ko‘pincha 1–3 vodorod bog‘i saqlanib qoldi. RMSD taxminan 0,45–0,50 nm darajasida plato hosil qildi.
Bu natijalar taklif etilgan ICG–SF bog‘lanish konformatsiyasining hisoblash nuqtai nazaridan barqarorligini qo‘llab-quvvatlaydi; biroq docking va MD natijalari atomik tuzilmaning bevosita eksperimental aniqlanishi sifatida baholanmasligi kerak.
Fe3+ nega ICG fluoressensiyasini so‘ndiradi?
DFT hisob-kitoblarida erkin ICG ning xarakterli elektron o‘tishi konjugatsiyalangan tuzilma ustidagi molekula ichki π–π o‘tishi bilan bog‘liq ekani; Fe3+ koordinatsiyasidan keyin LUMO elektron zichligi sezilarli darajada Fe3+ atrofida jamlangani xabar qilindi.
Tadqiqotchilar bu o‘zgarishni ligand-to-metal charge transfer (LMCT) mexanizmi bilan izohladilar. ICG uchlaridagi sulfonat guruhlarining Fe3+ bilan koordinatsiyasi natijasida fluoressensiya energiyasi radiativ emissiya o‘rniga boshqa elektron bo‘shashish yo‘liga yo‘naltirilishi taklif qilindi.
Bu mexanizm DFT va elektrostatik potensial hisob-kitoblari bilan qo‘llab-quvvatlangan nazariy talqindir; tadqiqot koordinatsion kompleksning atomik tuzilishini kristallografiya kabi bevosita usul bilan aniqlamagan.
O‘sma muhitida fluoressensiya nega qayta yoqiladi?
FSINPda ICG–Fe3+ koordinatsiyasi normal sharoitlarda ICG fluoressensiyasini bostiradi. Tadqiqotda kislotali va yuqori glutationli o‘sma mikroatrof-muhitini taqlid qiluvchi sharoitlar ostida koordinatsion tuzilma buzilib, ICG fluoressensiyasi sezilarli darajada qaytishi ko‘rsatildi.
Bu xatti-harakat platformaga o‘ziga xos “off → on” tasvirlash mantiqini beradi: fluoressensiya dastlab so‘ndiriladi va o‘sma mikroatrof-muhiti bilan bog‘liq sharoitlarda yana kuchayishi mumkin.
Uchlik terapiya qaysi mexanizmlarni birlashtiradi?
Verianla Live: FSINPning eksperimental terapiya va tasvirlash zanjiri
Ushbu jarayon jadvali tadqiqotda taklif etilgan FSINP mexanizmini umumlashtiradi. Hisoblash orqali taklif etilgan molekulyar mexanizmlar bilan eksperimental o‘lchangan funksiyalar bir xil aniqlik darajasida talqin qilinmasligi kerak.
| Bosqich | Komponent / qo‘zg‘atuvchi | Tadqiqotda kuzatilgan yoki taklif etilgan funksiya | Dalil turi |
|---|---|---|---|
| 1. Tashish va yuklash | Ipak fibroin + ICG + Fe³⁺ | ICG va Fe³⁺ ipak fibroin nanoparchasi ustida birlashtiriladi. | Sintez va material xarakterizatsiyasi |
| 2. Fluoressensiyani so‘ndirish | ICG–Fe³⁺ koordinatsiyasi | ICG fluoressensiyasi sezilarli kamayadi; LMCT mexanizmi hisoblash orqali taklif qilinadi. | Fluoressensiya spektroskopiyasi + DFT |
| 3. Mikroatrof-muhit faollashuvi | Kislotali / yuqori GSH sharoitlari | ICG–Fe³⁺ koordinatsiyasi buzilishi bilan fluoressensiya yana kuchayadi. | Simulyatsiya qilingan o‘sma mikroatrof-muhiti tajribasi |
| 4. CDT | Fe komponenti + H₂O₂ | Fenton reaksiyasi orqali ·OH hosil bo‘lishi kuzatiladi. | MB va EPR tajribalari |
| 5. PTT | ICG + 808 nm NIR | Yorug‘lik energiyasi issiqlikka aylantiriladi; fototermal konversiya samaradorligi taxminan %48,7. | Termal tasvirlash va isitish-sovish tahlili |
| 6. PDT | ICG + 808 nm NIR + O₂ | Singlet kislorod hosil bo‘lishi kuzatiladi. | DPBF va TEMP-EPR tajribalari |
| 7. Birgalikdagi ta’sir | PTT + CDT + PDT | 4T1 hujayralarida va sichqon o‘sma modelida kombinatsiya guruhi eng kuchli o‘smaga qarshi ta’sirni ko‘rsatadi. | Hujayra va hayvon tajribalari |
Verianla Live: Jarayon ko‘rinishi yuqoridagi ko‘rinadigan ilmiy ma’lumotlar jadvalidan yaratiladi. Jadval ilmiy manba-of-truth sifatida saqlanadi.
Xemodinamik terapiya qanday o‘rganildi?
Fe komponentining H2O2 bilan Fenton kimyosiga kirishib gidroksil radikali (·OH) hosil qilish qobiliyati avval methylene blue (MB) bilan baholandi.
FSINPs + H2O2 guruhida MB parchalanishi 10 daqiqada %0,4, 15 daqiqada %5,0 deb xabar qilindi. Xuddi shu tizimga NIR yorug‘ligi qo‘shilganda ko‘rsatkichlar mos ravishda %18,9 va %20,2 gacha oshdi.
Mualliflar bu natijani fototermal qizish Fenton reaksiyasini tezlashtira olishini ko‘rsatuvchi dalil sifatida talqin qiladilar. ·OH hosil bo‘lishi DMPO spin tutqichi ishlatilgan EPR tajribasida ham qo‘llab-quvvatlandi; dastlab aniq signal kuzatilmagan bo‘lsa, H2O2 bo‘lgan simulyatsion muhitda 15 daqiqadan keyin xarakterli ·OH signali paydo bo‘ldi.
Fotodinamik ta’sir qanday tasdiqlandi?
PDT salohiyati singlet kislorodga sezgir DPBF zondi va TEMP-EPR usuli bilan o‘rganildi. FSINPlar 808 nm yorug‘lik ostida DPBF absorbansini kamaytirgani, H2O2 qo‘shilganda pasayish yanada kuchli bo‘lgani xabar qilindi.
TEMP ishlatilgan EPR o‘lchovida qorong‘i sharoitda aniq ^1O2 signali topilmagan bo‘lsa, NIR yorug‘ligidan keyin xarakterli TEMPO signali kuzatildi.
Manbaning asosiy mexanizm izohiga ko‘ra ^1O2, ICG ning NIR bilan qo‘zg‘atilishi natijasida PDT vaqtida hosil bo‘ladi. CDT ning PDT ga qo‘llab-quvvatlovchi ta’siri esa H2O2 konversiyasi davomida kislorod mavjudligining ortishi bilan bog‘langan.
Manbadagi ^1O2 ifodasida nega ehtiyotkor bo‘lish kerak?
Tadqiqotning Highlights bo‘limida “CDT-produced ^1O2 amplifies PDT” degan ifoda mavjud. Bunga qarama-qarshi ravishda asosiy usul va natija izohlari CDT ning asosiy radikal mahsulotini ·OH sifatida beradi va ^1O2 hosil bo‘lishini ICG ning yorug‘lik bilan faollashtiriladigan fotodinamik ta’siriga bog‘laydi.
Bu ikki ifoda mexanistik jihatdan bir xil emas. Shu sababli bu yerda ^1O2 “CDT tomonidan ishlab chiqarilgan” degan xulosaga borilmagan; asosiy eksperimental izohdagi PTT–CDT–PDT o‘zaro ta’sir zanjiri saqlangan.
Fototermal samaradorlik qanchalik kuchli edi?
808 nm va 1 W/cm² yorug‘lik ostida suv guruhida sezilarli qizish kuzatilmagan bo‘lsa, FSINP dispersiyasi aniq harorat ko‘tarilishini ko‘rsatdi.
Bir tajribada FSINP harorati 5 daqiqalik nurlantirish davomida 22 °C dan taxminan 58 °C gacha ko‘tarildi. Konsentratsiya tajribasida esa 200 µg/mL FSINP xuddi shu 808 nm va 1 W/cm² sharoitida 5 daqiqa oxirida 63,2 °C ga yetdi.
Isitish-sovish egri chiziqlaridan hisoblangan fototermal konversiya samaradorligi:
\[ \eta \approx 48{,}7\% \]
deb berilgan.
Hujayra tajribalari nimani ko‘rsatdi?
Normal hujayra modeli sifatida NIH/3T3 sichqon embrion fibroblastlari, o‘sma modeli sifatida 4T1 sichqon ko‘krak bezi saratoni hujayralari ishlatildi. Hujayralar 0, 25, 50, 100, 200 va 400 µg/mL FSINP konsentratsiyalari bilan 24 soat inkubatsiya qilindi.
3T3 hujayralarida barcha sinov konsentratsiyalarida yashovchanlik %90 dan yuqori bo‘lib qoldi. 4T1 hujayralarida esa konsentratsiya oshgani sari yashovchanlik kamaygani va 400 µg/mL FSINP da yorug‘lik qo‘llanmasdan yashovchanlik %75,9 gacha tushgani xabar qilindi.
Xuddi shu 400 µg/mL FSINP konsentratsiyasiga 808 nm, 1 W/cm² NIR yorug‘lik besh daqiqa qo‘llanganda 4T1 hujayra yashovchanligi %5,9 gacha tushdi.
Calcein-AM/PI tirik/o‘lik hujayra tasvirlarida ham FSINP + NIR guruhida qizil o‘lik hujayra signalining sezilarli darajada oshgani ko‘rildi.
Bu natijalar in vitro sichqon hujayra liniyasi natijalaridir; inson o‘smalarining klinik davolash sezgirligini ko‘rsatmaydi.
Fluoressent tasvirlash tajribasida nima topildi?
4T1 o‘smasi bo‘lgan urg‘ochi BALB/c sichqonlarda tasvirlash uchun erkin ICG va FSINP guruhlari ishlatildi; har bir guruhda n=3 sichqon bor edi. Preparatlar bevosita o‘sma ichiga inyeksiya qilindi va qo‘shni normal to‘qimaga qilingan teri osti inyeksiyasi nazorat sifatida ishlatildi.
Erkin ICG ning o‘sma fluoressensiyasi oltinchi soatda maksimumga yetgach pasaya boshladi. Aksincha, FSINP yuborilgan o‘sma sohasidagi fluoressent signal 48 soatlik kuzatuv davomida kuchayishda davom etdi.
Bu natija o‘smada uzoq davom etuvchi mahalliy fluoressent xatti-harakatni qo‘llab-quvvatlaydi; biroq inyeksiya intratumoral bo‘lgani uchun vena ichiga inyeksiyadan keyin nanoparchaning o‘z-o‘zidan o‘smani nishonga olgani yoki qon aylanishidan tanlab to‘plangani ko‘rsatilmagan.
Tirik hayvonda fototermal harorat qanchaga ko‘tarildi?
O‘sma sohasiga PBS, SINPs yoki FSINPs yuborilgandan keyin 808 nm, 1 W/cm² lazer besh daqiqa ishlatildi. Boshlang‘ich haroratlar taxminan 30 °C darajasida edi.
Verianla Live: Sichqon o‘smasida 5 daqiqalik NIRdan keyingi harorat
Guruhlar bir xil 808 nm, 1 W/cm² va 5 daqiqalik nurlantirish sharoitida taqqoslandi. Preparatlar o‘sma ichiga yuborildi.
| Guruh | 5 daqiqa oxiridagi o‘sma harorati (°C) | Tajriba sharoiti |
|---|---|---|
| PBS + NIR | 45,2 | 808 nm, 1 W/cm², 5 daqiqa |
| SINPs + NIR | 54,6 | 808 nm, 1 W/cm², 5 daqiqa |
| FSINPs + NIR | 65,6 | 808 nm, 1 W/cm², 5 daqiqa |
Verianla Live: Qiymatlar tadqiqotning xuddi shu hayvon tajribasidagi termal o‘lchovlardir. Inson davolashida qo‘llanishi mumkin bo‘lgan harorat yoki doza tavsiyasi emas.
FSINP + NIR guruhining o‘sma harorati 65,6 °C ga yetib, boshqa ikki guruhga qaraganda yuqoriroq fototermal javob ko‘rsatdi.
Hayvonlarda davolash tajribasi qanday o‘tkazildi?
Qo‘shimcha 4T1 o‘smasi bo‘lgan BALB/c sichqonlar besh guruhga ajratildi va har bir guruhda n=5 hayvon ishlatildi:
- PBS
- PBS + lazer
- SINPs + lazer
- FSINPs
- FSINPs + lazer
O‘sma hajmi taxminan 100 mm³ ga yetganda davolashlar boshlandi. 1, 3, 5, 7 va 9-kunlarda o‘sma ichiga inyeksiya qilindi. ICG miqdori 1 mg/kg qilib belgilandi va yorug‘lik ishlatilgan guruhlarda 808 nm lazer 1 W/cm² quvvat zichligida besh daqiqa qo‘llandi.
Tajriba 14-kuni yakunlandi. Manba PBS va PBS + lazer guruhlarida o‘smaning tez o‘sishi bo‘lganini; FSINP yolg‘iz ishlatilganda o‘sish sekinlashganini; SINP + lazer guruhida kichrayishdan keyin qayta o‘sish kuzatilganini bildiradi.
FSINP + lazer guruhida esa o‘sma hajmi ikkinchi davolashdan boshlab kamaydi va tadqiqot oxirida tadqiqotchilar o‘smaning butunlay yo‘qolganini xabar qildilar.
“O‘smaning to‘liq eradikatsiyasi” nimani anglatadi va nimani anglatmaydi?
Manbada ishlatilgan “complete tumor eradication” ifodasi o‘zining 4T1 sichqon modeli tajriba yakuni uchun amal qiladi. Natija quyidagi shartlar bilan cheklangan:
- sichqon 4T1 o‘sma modeli,
- urg‘ochi BALB/c sichqonlar,
- har bir guruhda n=5,
- taxminan 100 mm³ boshlang‘ich o‘sma,
- bevosita intratumoral inyeksiya,
- beshta mahalliy NIR qo‘llanishi,
- 14 kunlik tajriba yakuni.
Ushbu tadqiqot odamda klinik tuzalish, metastatik kasallikni nazorat qilish, uzoq muddatli kasalliksiz yashab qolish yoki qaytalanish xavfining yo‘qolganini ko‘rsatmaydi.
To‘qima tahlillari qanday natija berdi?
H&E bo‘yash FSINPs + lazer guruhida eng keng tarqalgan o‘sma to‘qimasi shikastlanishini ko‘rsatdi. Ki67 immunogistokimyosida proliferativ hujayralar ushbu guruhda sezilarli darajada kamaygani xabar qilindi.
TUNEL bo‘yashda PBS va PBS + lazer guruhlarida juda kam apoptotik signal kuzatilgan bo‘lsa, FSINP + lazer guruhida keng maydonli kuchli apoptotik fluoressensiya qayd etildi.
Ushbu uch gistologik yondashuv birgalikda kombinatsion davolash tajriba yakunida proliferatsiyaning bostirilishi, hujayraviy shikastlanish va apoptotik o‘lim bilan bog‘liqligini qo‘llab-quvvatlaydi.
Bioxavfsizlik natijalari qanchalik keng qamrovli?
Sichqonlarning tana vaznida guruhlar o‘rtasida sezilarli o‘zgarish qayd etilmadi. Serum AST, ALT va ALP ko‘rsatkichlarida muhim anormallik kuzatilmadi.
WBC, neytrofil, RBC, gemoglobin va trombotsit ko‘rsatkichlari baholandi; neytrofilda yengil oshish va trombotsitda yengil kamayish ko‘rilganiga qaramay, tadqiqotchilar har ikkala qiymat ham referens oralig‘ida qolganini bildirdilar.
Yurak, jigar, taloq, o‘pka va buyraklarning H&E baholashida sezilarli patologik anormallik aniqlanmagani xabar qilindi.
Biroq bu xavfsizlik baholashi qisqa muddatli sichqon tajribasiga tegishlidir. Uzoq muddatli nanoparcha metabolizmi, takroriy tizimli dozalash, immunogenlik, reproduktiv toksiklik, genotoksiklik yoki inson xavfsizligi ushbu tadqiqotda o‘rganilmagan.
Tadqiqotning asosiy ilmiy cheklovlari nimalar?
- Hayvonlarni davolash tajribasida har bir guruhda atigi beshta sichqon ishlatilgan.
- Fluoressent tasvirlash guruhlarida n=3.
- FSINP bevosita o‘sma ichiga yuborilgan; vena ichiga tizimli yetkazib berish sinovdan o‘tkazilmagan.
- Tajriba 14 kunlik davolash yakuni bilan cheklangan; uzoq muddatli qaytalanish yoki yashab qolish baholanmagan.
- Faqat 4T1 sichqon o‘sma modeli ishlatilgan.
- ICG–SF va ICG–Fe³⁺ molekulyar mexanizmlarining bir qismi docking, MD va DFT orqali taklif etilgan.
- Inson hujayralari, bemordan olingan organoidlar yoki inson klinik tadqiqoti mavjud emas.
- Tadqiqotning statistika bo‘limida independent-sample t-test ko‘rsatilgan, ko‘p martalik taqqoslashlar uchun alohida tuzatish usuli tushuntirilmagan.
- Intratumoral qo‘llash sababli klinikada chuqur, tarqalgan yoki yetib borish qiyin bo‘lgan o‘smalarda tizimli qo‘llash imkoniyati ko‘rsatilmagan.
Tadqiqot nimani qo‘llab-quvvatlaydi?
- ICG va Fe³⁺ saqlovchi ipak fibroin nanoparchalarini adsorbsiyaga asoslangan usul bilan ishlab chiqarish mumkinligini.
- FSINPlar o‘lchangan sharoitlarda yaxshi kolloidal barqarorlik ko‘rsatishini.
- ICG fluoressensiyasi Fe³⁺ bilan bostirilishi va simulyatsiya qilingan o‘sma mikroatrof-muhitida qayta kuchayishi mumkinligini.
- FSINPlar 808 nm NIR ostida sezilarli fototermal javob berishini.
- Fototermal konversiya samaradorligi taxminan %48,7 ekanini.
- ·OH va ^1O₂ hosil bo‘lishi ishlatilgan kimyoviy zond va EPR tajribalari bilan qo‘llab-quvvatlanganini.
- 4T1 hujayralarida FSINP + NIR kombinatsiyasi kuchli in vitro sitotoksiklik hosil qilganini.
- 4T1 sichqon modelida intratumoral FSINP + NIR guruhi tadqiqot davomiyligi ichida eng kuchli o‘smaga qarshi ta’sir ko‘rsatganini.
- Qisqa muddatli sichqon tajribasida tekshirilgan asosiy qon, serum va organ gistologiyasi ko‘rsatkichlarida sezilarli tizimli toksiklik kuzatilmaganini.
Tadqiqot nimani qo‘llab-quvvatlamaydi?
- FSINP odamlarda saratonni davolashini.
- Nanoparcha vena ichiga inyeksiyadan keyin o‘smani tanlab nishonga olishini.
- Metastatik kasallik yo‘q qilinganini.
- O‘smaning uzoq muddatli qaytalanishi oldi olinganini.
- Odamlarda xavfsiz doza, lazer quvvati yoki davolash harorati belgilanganini.
- 48,7% fototermal samaradorlik klinik samaradorlikni anglatishini.
- Sichqonlardagi 14 kunlik o‘sma eliminatsiyasi doimiy klinik tuzalishni anglatishini.
- Platformaning vena ichidagi farmakokinetikasi, biotaqsimlanishi va o‘smani nishonga olish samaradorligi isbotlanganini.
Tadqiqot Usuli va Natijalari
FSINP ishlab chiqarishning asosiy parametrlari
| Jarayon | Tadqiqotdagi parametr |
|---|---|
| SFNP boshlang‘ich konsentratsiyasi | 1 mg/mL |
| SFNP hajmi | 2 mL |
| ICG | 100 µL, 1 mM |
| FeCl₃ | 300 µL, 20 mM |
| Adsorbsiya/aralashtirish | 2 soat, xona harorati |
| FSINP sentrifugasi | 12.000 rpm, 10 daqiqa |
| Yuvish | 3 marta deionizatsiyalangan suv |
| Saqlash | 4 °C |
Zarracha xarakterizatsiyasi
| O‘lchangan xususiyat | SFNP | FSINP | Usul |
|---|---|---|---|
| O‘rtacha zarracha o‘lchami | 90,3 ± 19,1 nm | 94,3 ± 13,4 nm | TEM |
| Gidrodinamik diametr | 189,6 ± 1,5 nm | 232,7 ± 2,1 nm | DLS |
| Zeta potensiali | −21,4 ± 0,1 mV | +14,3 ± 1,1 mV | Zeta potential |
FSINP hosil bo‘lgandan keyin gidrodinamik diametrning ortishi va sirt potensialining manfiydan musbatga o‘tishi, tadqiqotning boshqa spektroskopik va element tahlillari bilan birga ICG/Fe yuklanishini qo‘llab-quvvatlovchi xarakterizatsiya topilmalaridir.
Hisoblash tadqiqoti
| Tahlil | Usul | Asosiy natija |
|---|---|---|
| ICG–SF docking | AutoDock 4.2.6 | Eng yaxshi hisoblangan konformatsiya: −5,65 kcal/mol; Ki = 71,64 µM |
| Molekulyar dinamika | GROMACS 2023.4, 300 ns | Muvozanatdan keyin taxminan 2–3 Å ligand-COM masofasi; 1–3 barqaror vodorod bog‘i |
| DFT | Gaussian 09; PBE1PBE/6-31G(d); suv modeli; GD3BJ | ICG–Fe³⁺ fluoressensiyasini so‘ndirish uchun LMCT mexanizmi taklif qilindi |
Fototermal tajriba sharoitlari
| Tajriba | Sharoit |
|---|---|
| Asosiy NIR testi | 808 nm, 1 W/cm², 5 daqiqa |
| Sinovdan o‘tkazilgan FSINP konsentratsiyalari | 0, 25, 50, 100, 200 va 400 µg/mL |
| Quvvat zichligi taqqoslanishi | 0,5; 1,0 va 1,5 W/cm² |
| Haroratni qayd etish oralig‘i | 10 soniya |
| Hisoblangan fototermal konversiya samaradorligi | Taxminan %48,7 |
Hujayra tajribasidagi muhim natijalar
| Hujayra / sharoit | FSINP konsentratsiyasi | 808 nm lazer | Xabar qilingan hujayra yashovchanligi |
|---|---|---|---|
| 3T3 normal fibroblast | 0–400 µg/mL | Yo‘q | Barcha konsentratsiyalarda >%90 |
| 4T1 o‘sma hujayrasi | 400 µg/mL | Yo‘q | %75,9 |
| 4T1 o‘sma hujayrasi | 400 µg/mL | 808 nm, 1 W/cm², 5 daqiqa | %5,9 |
Eng sezilarli farq 400 µg/mL da lazer qo‘shilganda kuzatildi. Biroq tadqiqot PTT, PDT va CDT ning har bir hissasini to‘liq faktorial doza-javob modeli bilan alohida miqdoriy ta’sir kattaligiga ajratmaydi; natija birlashgan mexanizmning umumiy samaradorligini ko‘rsatadi.
Hayvonlarni tasvirlash protokoli
| Parametr | Tadqiqotdagi qiymat |
|---|---|
| Hayvon | Urg‘ochi BALB/c sichqon, 4–6 haftalik |
| O‘sma hujayrasi | 4T1, 1 × 10⁶ hujayra / 0,1 mL PBS |
| Boshlang‘ich o‘sma hajmi | Taxminan 100 mm³ |
| Tasvirlash guruhi | Erkin ICG va FSINP; n=3 |
| Yuborish | Intratumoral; qo‘shni normal to‘qimada teri osti nazorat |
| ICG dozasi | 1 mg/kg |
| Tasvirlash vaqtlari | 0, 6, 12, 24 va 48 soat |
Hayvonlarni davolash protokoli
| Parametr | Tadqiqotdagi qiymat |
|---|---|
| Guruhlar soni | 5 |
| Har bir guruhdagi sichqon | n=5 |
| Guruhlar | PBS; PBS + L; SINPs + L; FSINPs; FSINPs + L |
| Davolash kunlari | 1, 3, 5, 7 va 9 |
| ICG miqdori | 1 mg/kg |
| NIR | 808 nm, 1 W/cm², 5 daqiqa |
| Tajriba yakuni | 14. kun |
| Erta insonparvarlik yakuni | O‘sma >2000 mm³, jiddiy yara yoki >%20 tana vazni yo‘qotilishi |
Statistik tahlil
Sonli natijalar o‘rtacha ± standart og‘ish sifatida berilgan. Tadqiqotchilar guruhlar o‘rtasidagi farqlarni mustaqil namunalar t-testi bilan baholadilar. Ahamiyatlilik chegarasi:
\[ p<0{,}05 \]
deb belgilangan; *, ** va *** mos ravishda p<0,05, p<0,01 va p<0,001 sifatida ishlatilgan.
Manba usulida ko‘p martalik taqqoslashlar uchun alohida tuzatish yoki ko‘p guruhli ANOVA protsedurasi ko‘rsatilmagan. Shu sababli yulduzcha bilan belgilangan natijalar faqat tadqiqotning o‘z hisobot doirasida talqin qilinishi kerak.
Bioxavfsizlikni baholash
| Baholash sohasi | O‘lchangan komponentlar | Manbaning natijasi |
|---|---|---|
| Tana vazni | Davolash davridagi o‘zgarish | Sezilarli salbiy o‘zgarish xabar qilinmadi |
| Serum biokimyosi | AST, ALT, ALP | Sezilarli anormallik xabar qilinmadi |
| Gematologiya | WBC, Neu, RBC, HGB, PLT | O‘lchangan qiymatlar referens oralig‘ida ekani bildirildi |
| Organ gistologiyasi | Yurak, jigar, taloq, o‘pka, buyrak | H&E da sezilarli patologik o‘zgarish xabar qilinmadi |
Bu natijalar faqat tadqiqotning qisqa muddatli preklinik sharoitlarida biouyg‘unlik ko‘rsatkichidir; uzoq muddatli yoki inson xavfsizligi bahosining o‘rnini bosmaydi.
Manba va Usul Haqida Izoh
To‘liq asl tadqiqot nomi: Multifunctional Near-Infrared-Responsive Silk Fibroin Nanomedicine for Tumor Treatment and Imaging
Mualliflar: Die Xu; Shanshan He; Jingzhu Xing; Li Hao; Zhijun Zhang; Miao Su.
Mualliflar tartibi: Manbada chop etilgan shaklda aynan saqlangan.
Teng birinchi muallif/teng hissa: Manbada teng birinchi mualliflik yoki teng hissa belgisi ko‘rsatilmagan.
Mas’ul mualliflar: Zhijun Zhang va Miao Su.
Muassasalar: College of Textile Science and Engineering (International Silk Institute), Zhejiang Sci-Tech University; Shengzhou Innovation Research Institute of Zhejiang Sci-Tech University; Department of Chemistry, School of Chemistry and Chemical Engineering, Zhejiang Sci-Tech University; Zhejiang Provincial Key Laboratory of Silk and Silk Protein New Materials, Xitoy.
Jurnal: Materials.
Nashriyot: MDPI, Basel, Switzerland.
Jild / son / maqola raqami: 19 / 15 / 3359.
DOI: 10.3390/ma19153359
Qabul qilingan sana: 26 iyun 2026.
Qayta ko‘rib chiqilgan sana: 29 iyul 2026.
Qabul qilingan sana: 4 avgust 2026.
Nashr sanasi: 6 avgust 2026.
Manba turi: Taqrizdan o‘tgan original tadqiqot maqolasi; nanomaterial sintezi, hisoblash modellashtirishi, in vitro hujayra tajribalari va preklinik hayvon tajribalarini birgalikda o‘z ichiga oladi.
Taqriz holati: Taqrizdan o‘tgan ilmiy nashr.
Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).
Rasmiy nashr havolasi:https://doi.org/10.3390/ma19153359
Hayvonlar bo‘yicha etik tasdiq: Zhejiang Sci-Tech University Animal Ethics Committee; protokol kodi 20250307-01; tasdiqlangan sana 7 mart 2025.
Moliyalashtirish: Guiding Funds of the Central Government for Supporting the Development of the Local Science and Technology (2025ZY01083), Shaoxing Industry–University–Research Collaborative Research and Development Project (2024B43005) va Fundamental Research Funds of Shengzhou Innovation Research Institute of Zhejiang Sci-Tech University (SYY2026B000002).
Ma’lumotlarning mavjudligi: Tadqiqotning original hissalari maqola va Supplementary Materials ichida joylashgani, qo‘shimcha savollar mas’ul mualliflarga yo‘naltirilishi mumkinligi ko‘rsatilgan.
Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini bildirgan.
Mualliflar hissasi: Konseptuallashtirish Miao Su va Zhijun Zhang; usul Zhijun Zhang va Die Xu; tadqiqot Die Xu, Shanshan He, Jingzhu Xing va Li Hao; resurslar Miao Su; ma’lumotlarni kuratsiya qilish Die Xu va Jingzhu Xing; dastlabki qoralama Die Xu, Shanshan He va Jingzhu Xing; ko‘rib chiqish/tahrirlash Miao Su, Zhijun Zhang, Die Xu, Shanshan He va Jingzhu Xing; vizualizatsiya Die Xu; rahbarlik Miao Su va Zhijun Zhang; moliyalashtirishni jalb qilish Miao Su va Zhijun Zhang tomonidan amalga oshirilgan.
Hisoblash mexanizmi chegarasi: ICG–silk fibroin vodorod bog‘i modeli docking va 300 ns molekulyar dinamika simulyatsiyasi bilan, ICG–Fe³⁺ fluoressensiyasini so‘ndirishning LMCT izohi esa DFT hisob-kitoblari bilan qo‘llab-quvvatlanadi. Bu hisob-kitoblar atomik tuzilmani bevosita aniqlash bilan teng emas.
Manba ichidagi mexanizm izohi: Highlights bo‘limida CDT tomonidan ^1O₂ ishlab chiqarilishini nazarda tutuvchi ifoda bo‘lsa, asosiy usul va natija bo‘limlari ^1O₂ hosil bo‘lishini ICG-mediated PDT ga, CDT ni esa asosan Fenton manbali ·OH hosil bo‘lishiga bog‘laydi. Ushbu farq yashirincha uyg‘unlashtirilmagan.
Preklinik qamrov chegarasi: Davolash samaradorligi 4T1 o‘smasi bo‘lgan sichqonlarda, har bir guruhda n=5 va 14 kunlik yakun bilan, bevosita intratumoral qo‘llash yordamida baholangan. Odamlarda davolash samaradorligi, tizimli nishonlash, vena ichiga farmakokinetika, metastaz nazorati, uzoq muddatli yashab qolish yoki qaytalanish o‘rganilmagan.
Tasvirlash chegarasi: 48 soatlik o‘sma fluoressensiyasi natijasi intratumoral inyeksiyadan keyin olingan. Bu topilma vena ichiga qo‘llashdan keyin passiv yoki faol o‘sma nishonlashiga dalil emas.
Bioxavfsizlik chegarasi: Qon biokimyosi, gematologiya va asosiy organ gistologiyasi qisqa muddatli sichqon tajribasida baholangan. Uzoq muddatli toksikologiya va inson xavfsizligi ushbu tadqiqot doirasiga kirmaydi.
Statistik hisobot izohi: Tadqiqot independent-sample t-test va p<0,05 ahamiyatlilik chegarasini bildiradi. Bir nechta guruh va taqqoslashlarga qaramay, usul bo‘limida alohida ko‘p martalik taqqoslash tuzatishi tushuntirilmagan.
Verianla Live izohi: Jarayon vizualizatsiyasi faqat tadqiqotda ta’riflangan FSINP sintezi va PTT/CDT/PDT mexanizmi bilan cheklangan. Harorat taqqoslashida faqat xuddi shu hayvon tajribasida, bir xil 808 nm–1 W/cm²–5 daqiqa sharoitida o‘lchangan PBS, SINPs va FSINPs qiymatlari ishlatilgan.
Izoh qoldiring
E-pochta manzilingiz chop etilmaydi. Majburiy maydonlar * bilan belgilangan