Ενίσχυση της επίδρασης ιοντίζουσας ακτινοβολίας με τη χρήση νανοσωματιδίων χρυσού - Μπαλανίκας, Ευάγγελος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Φυσικής & Ινστιτούτο Πυρηνικών και Ραδιολογικών Επιστημών & Τεχνολογίας, Ενέργειας & Ασφάλειας, ΕΚΕΦΕ ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ, 2017)
Ο καρκίνος και οι παρενέργειες των θεραπειών του καρκίνου έχουν σοβαρές επιπτώσεις στη δημόσια υγεία στις μέρες μας. Ως αποτέλεσμα, στρατηγικές για τη στοχευμένη θεραπεία του καρκίνου έχουν αποκτήσει πρόσφατα σημαντικό ενδιαφέρον. Σε συνδυασμό με νανοσωματίδια χρυσού (Gold nanoparticles, GNPs) και της ιονίζουσας ακτινοβολίας (Ionizing Radiation, IR), έχει αποδειχθεί ότι βελτιώνεται σημαντικά η επίδραση ακτινοβολίας στην ακτινοθεραπεία (φαινόμενο ενίσχυσης δόσης). Τα GNP, ως σωματίδια με υψηλό Z, έχουν την ικανότητα να απορροφούν την ιονίζουσα ακτινοβολία και να ενισχύουν την εναποτιθέμενη δόση εντός των στοχευόμενων όγκων. Επιπλέον, μπορούν να τροποποιηθούν χημικά για να στοχεύσουν επιλεκτικά τους όγκους, γεγονός που τα καθιστά κατάλληλα για μελλοντικές θεραπείες κατά του καρκίνου. Στην παρούσα μελέτη, θα εξεταστεί αυτή η υπόθεση. Υλικά και μέθοδοι: Η μελέτη αυτή περιλαμβάνει καρκινικά κύτταρα προστάτη PC-3 ακτινοβολημένα σε τέσσερις διαφορετικές δόσεις γ-ακτινοβολίας μεταξύ 0,25 και 1 Gy με και χωρίς νανοσωματίδια χρυσού (GNP). Τα κύτταρα PC-3 καλλιεργήθηκαν και παρασκευάστηκαν μετά την ακτινοβολία, χρησιμοποιώντας τα πρότυπα πρωτόκολλα για καλλιέργεια κυττάρων και μεθόδου G2 assay, για την παρατήρηση χρωμοσωμικων θραυσμάτων με τη βοήθεια του λογισμικού καρυότυπων Ikaros. Τα GNP που χρησιμοποιήθηκαν, χορηγήθηκαν στα κύτταρα μέσω του θρεπτικού υλικού και αφέθηκαν για πρόσληψη. Μετά από 24 ώρες τα δείγματα εκπλύθηκαν με PBS και ακτινοβολήθηκαν σε πηγή γ-ακτινοβολίας Κοβάλτιο-60 (60Co) στις εγκαταστάσεις του ΕΚΕΦΕ ‘Δημόκριτος’. Ο κυτταρικός θάνατος εξετάστηκε επίσης, ακολουθώντας το πρωτόκολλο της Sigma Aldrich για τη χρήση του δείκτη trypan blue. Αποτελέσματα: Τα πειράματα έδειξαν αύξηση των χρωμοσωμικών θραυσμάτων μεταξύ 14 και 20 τοις εκατό, για τις δόσεις μεταξύ 0,25 και 1 Gy. Ο κυτταρικός θάνατος αυξήθηκε επίσης γύρω στο 15%. Η τοξικότητα των GNPs εξετάστηκε επίσης με το trypan blue, χρησιμοποιώντας μη ακτινοβολημένα κύτταρα με και χωρίς GNPs. Αποδείχθηκε ότι η αναλογία νεκρών προς το συνολικό αριθμό κυττάρων ήταν περίπου η ίδια και για τα δύο δείγματα. Συμπεράσματα: Τα νανοσωματίδια χρυσού αποδείχθηκαν καλοί σύμμαχοι κατά των καρκινικών κυττάρων. Όχι μόνο η ραδιοευαισθησία, αλλά και το φαινόμενο θανάτωσης κυττάρων, αυξήθηκαν μετά τον συνδυασμό των GNP και της IR. Αυτό αποδεικνύει ότι με περαιτέρω έρευνα τα νανοσωματίδια χρυσού, μπορούν να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα της ακτινοβολίας, επιτρέποντας έτσι, τη χορήγηση χαμηλότερων δόσεων στους ασθενείς παράγοντας το ίδιο αποτέλεσμα, με αποτέλεσμα τη μείωση δυσμενών επιπτώσεων.