GOLD NANOPARTICLES IN CANCER DIAGNOSIS AND TREATMENTS TNU Journal of Science and Technology 227(14) 235 246 GOLD NANOPARTICLES IN CANCER DIAGNOSIS AND TREATMENTS To Kim Phuong* Tra Vinh University ARTICLE IN[.]
TNU Journal of Science and Technology 227(14): 235 - 246 GOLD NANOPARTICLES IN CANCER DIAGNOSIS AND TREATMENTS To Kim Phuong* Tra Vinh University ARTICLE INFO ABSTRACT Received: 23/8/2022 The rapid development of nanotechnology over the past few years has provided a great deal of potential applications in science and technology, particularly in the field of nanomedicine Among inorganic metal nanomaterials, gold nanoparticles have been reported to be utilized in the treatment of a number of human diseases, ranging from degenerative diseases to infectious diseases, and especially in the treatment of malignant cancers Over the last few decades, multidisciplinary research has focused on the design and optimization of gold nanoparticles to improve cancer diagnosis, and enhance effectiveness in the treatment of this monstrous disease Due to its highly radiation absorption, unique physicochemical properties, high selectivity in targeting target tumor cells, low toxicity, and the ability to deliver anti-inflammatory drugs, together with effective tumorigenesis and easy integration with other treatments, gold nanoparticles appear as a promising elements in the development of novel therapies in oncology Although gold nano particles have not yet approved for universally clinical use, the ongoing research on this material has proved its potential in the fight against cancer This review analyzes the essential roles of gold nanoparticles as contrast agents in bioimaging diagnostic, drug/genetic material transporters, radiosensitizers in cancer radiotherapy, agents in photothermal therapy, and summarizes the most recent advances as well as updated clinical applications of gold nanoparticles in cancer treatment Revised: 16/9/2022 Published: 16/9/2022 KEYWORDS Gold nanoparticles Cancer Radiation therapy Drug delivery Therapeutic ỨNG DỤNG NANO VÀNG TRONG HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN VÀ ĐIỀU TRỊ UNG THƯ Tơ Kim Phượng Trường Đại học Trà Vinh THƠNG TIN BÀI BÁO TĨM TẮT Sự phát triển nhanh chóng công nghệ nano năm qua cung cấp nhiều ứng dụng tiềm khoa học cơng nghệ, đáng ý Ngày hồn thiện: 16/9/2022 phát triển ngày mạnh mẽ lĩnh vực nano y học Trong số vật liệu nano kim loại, hạt nano vàng ghi nhận sử dụng việc điều trị nhiều Ngày đăng: 16/9/2022 bệnh người, từ bệnh thối hóa đến bệnh truyền nhiễm, đặc biệt điều trị ung thư ác tính Vài thập kỷ trở lại đây, nghiên cứu đa ngành tập TỪ KHÓA trung vào việc thiết kế tối ưu hóa hạt nano vàng nhằm hỗ trợ phương Hạt nano vàng pháp chẩn đoán ung thư tăng cường hiệu điều trị bệnh quái ác Dựa vào khả hấp thụ tia phóng xạ cao, đặc tính lý hóa độc đáo, Ung thư tính chọn lọc cao việc nhắm mục tiêu đến tế bào khối u đích, độc tính Xạ trị thấp, khả vận chuyển loại thuốc chống ung thư hiệu Vận chuyển thuốc việc kết hợp dễ dàng với phương pháp điều trị khác, hạt nano vàng xuất Liệu pháp yếu tố đầy tiềm việc phát triển liệu pháp điều trị ung thư học Tuy chưa chấp nhận sử dụng đại trà lâm sàng, nghiên cứu mở rộng hạt nano vàng cho thấy tiềm chúng chiến chống lại ung thư Bài tổng quan phân tích vai trò quan trọng hạt nano vàng chất tương phản hỗ trợ chẩn đốn hình ảnh, chất vận chuyển thuốc/ vật liệu di truyền, chất tăng cường đáp ứng xạ trị, chất tham gia vào liệu pháp quang nhiệt chống ung thư, tóm tắt tiến gần nghiên cứu thử nghiệm cập nhật ứng dụng lâm sàng hạt nano vàng điều trị ung thư DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.6391 Ngày nhận bài: 23/8/2022 Email: tkphuong@tvu.edu.vn http://jst.tnu.edu.vn 235 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(14): 235 - 246 Đặt vấn đề Ung thư bệnh dẫn đến tỷ lệ tử vong hàng đầu giới Theo số liệu từ GLOBOCAN 2020, có khoảng 19,3 triệu ca ung thư 10 triệu ca tử vong ung thư xảy khắp giới [1] Số ca mắc số ca tử vong ung thư dự đoán tăng lên 22 triệu 13 triệu năm tương ứng vào năm 2030 [2] Các phương pháp phổ biến thông thường sử dụng để điều trị ung thư hạn chế, bao gồm phẫu thuật loại bỏ khối u, hóa trị xạ trị Tuy đem lại hiệu định, liệu pháp gây số nhược điểm tác dụng phụ như: làm tổn thương mô khỏe mạnh lân cận, gây mệt mỏi, thiếu máu, kèm theo nhiễm trùng, rụng tóc, thời gian điều trị kéo dài tốn [3] Bên cạnh đó, việc thiếu thốn phương pháp chẩn đoán hiệu để phân biệt tế bào ung thư ác tính tế bào khỏe mạnh, độc tính cao thuốc điều trị ung thư, tính chọn lọc thuốc kém, khả tái phát ung thư cảm ứng tế bào ung thư kháng thuốc phát triển, dẫn đến hạn chế chưa khắc phục phương pháp truyền thống [4] Vì vậy, phương pháp giúp chẩn đốn khối u xác, liệu trình điều trị cải tiến, có khả phát khối u sớm, độc tính thấp, làm giảm tác dụng phụ, có tác dụng điều trị riêng biệt cho loại ung thư khác cần nghiên cứu phát triển cách nghiêm túc cấp thiết Cùng với phát triển không ngừng khoa học công nghệ, thời gian ngắn, lĩnh vực nghiên cứu vật liệu nano phát triển vơ nhanh chóng cho thấy có nhiều hứa hẹn lĩnh vực y học, đặc biệt cải thiện phát triển tác nhân chẩn đoán điều trị ung thư nhằm đạt hiệu tối đa với tác dụng phụ tối thiểu [5] Với đặc tính lý hóa dễ dàng điều chỉnh, cộng với việc có kích thước nhỏ, hạt nano tương tác rộng rãi với phân tử sinh học, bề mặt bên tế bào ung thư Từ việc sử dụng vật liệu nano để chẩn đoán điều trị ung thư nghiên cứu, kết điều trị ung thư dựa nano vàng (AuNPs) báo cáo có nhiều tiến thành tựu trội Bất chấp kết đáng khích lệ thu với hạt nano bạc, hạt nano vàng đứng đầu số hạt nano kim loại quý dùng chữa trị ung thư Cai cộng mơ tả tính linh hoạt AuNPS “viên đạn ma thuật vàng”, chúng thể tính linh hoạt tuyệt vời chức bề mặt, sử dụng hình ảnh nhiều liệu pháp trị liệu đa dạng khác [6] AuNPs xem tác nhân trội chẩn đốn điều trị ung thư dễ tổng hợp, chi phí thấp, tỷ lệ diện tích bề mặt lớn, tính tương thích sinh học cao, độc tính thấp, khả thâm nhập sâu vào mô ung thư quan trọng chất không gây nên đáp ứng miễn dịch chúng đưa vào thể người [7], [8] AuNPs làm từ tiền chất kim loại nên bền nhiệt, ổn định khơng có khả bị phân hủy sinh học [9] Bên cạnh đó, AuNPs thể đặc tính vật lý hóa học độc đáo hình dạng kích thước khác [10], nên chúng tổng hợp thành dạng đặc trưng khối đa diện, hình cầu, tứ diện, hình tứ diện nhiều sợi xoắn, bát diện, khối thập diện, hình tam giác nano, tiểu cầu lục giác, nano nanoprisms, để đáp ứng nhu cầu cụ thể cho thể loại ung thư riêng biệt [11] Tại Việt Nam, nhiều nghiên cứu ứng dụng hạt nano vàng báo cáo, cụ thể việc sử dụng 7,55 ppm dung dịch nano vàng phối trộn vào mỹ phẩm cho kết khơng kích ứng da [12]; việc tổng hợp sản phẩm nano vàng/carboxymethyl chitosan phương pháp chiếu xạ sản xuất sản phẩm dược, hóa mỹ phẩm có tính chống oxy hóa cao [13] hay AuNPs sử dụng chất khử chất ổn định nước sinh hoạt [14] Thùy Dương cộng Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam tiến hành khảo sát hiệu ứng quang nhiệt hạt nano vàng có cấu trúc lõi/vỏ SiO2/Au Fe3O4/SiO2/Au chiếu sáng nguồn laser có bước sóng 808 nm đánh giá tác động thí nghiệm việc tác động đến mô thịt Kết cho thấy mô thịt bị phá hủy hồn tồn laser kết hợp với có mặt AuNPs [15] Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu tiền lâm sàng hay lâm sàng Việt Nam sử dụng hạt nano vàng chẩn đoán điều trị ung thư ghi nhận lại Do đó, tổng quan nhằm cung cấp thông tin tổng hợp thành tựu công bố http://jst.tnu.edu.vn 236 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(14): 235 - 246 giới nhằm tạo tiền đề cho nghiên cứu tương lai lĩnh vực nano y học điều trị ung thư Việt Nam Trong tổng quan này, ứng dụng AuNPs giới thiệu, bao gồm ứng dụng hỗ trợ chẩn đốn hình ảnh ung thư, hoạt động chất vận chuyển thuốc acid nucleic, chất nhạy cảm hiệu ứng xạ kết hợp điều trị xạ trị liệu pháp quang nhiệt phá hủy tế bào khối u (Hình 1) Hình Ứng dụng hạt nano vàng điều trị ung thư Chú thích: Types of cancer treatments (Các phương pháp điều trị ung thư) Từ trái sang: Hormonal therary (liệu pháp sử dụng hormone); Surgery (phẫu thuật): Bio-imaging (chẩn đốn hình ảnh sinh học), Contrast agents (chất cản quang); Bone marow transplant (ghép tủy); Chemotherapy (Hóa trị liệu): drug delivery (chất vận chuyển thuốc), Photothermal (quang nhiệt), Photodynamic (quang động); Personalize therapy (liệu pháp y học cá thể): gene therapy (liệu pháp gene); Radiotherapy (xạ trị): radiosensitisers (chất nhạy cảm xạ trị); Immunotherapy (liệu pháp miễn dịch); AuNPs: Au nanoparticles (hạt nano vàng) Nội dung tổng quan 2.1 Lịch sử nghiên cứu hạt nano vàng Ứng dụng y học vàng phức chất ghi nhận lại lâu đời lịch sử Tại Trung Quốc, Ả Rập Ấn Độ kỷ trước V – IV trước Công nguyên khuyến nghị sử dụng keo huyền phù hạt nano vàng chất lỏng để điều trị bệnh khác nhau, chế hoạt động lúc chưa thể giải thích cách rõ ràng Ở Châu Âu thời trung cổ, vàng keo thường nghiên cứu phịng thí nghiệm giả kim sử dụng để điều trị bệnh tâm thần, giang mai, tiêu chảy chí khuyến cáo thần dược tuổi thọ [16] Bài báo khoa học hạt nano vàng Faraday trình bày vào năm 1857, cho màu đỏ chất keo AuNPs ơng mơ tả tính tán xạ ánh sáng chúng Năm mươi năm sau, đặc tính hấp thụ nhìn thấy AuNPs giải thích cách sử dụng phương trình điện từ Maxwell [17] Bản chất kim loại q nên hạt nano vàng có đặc tính quang học độc đáo khơng tìm thấy hạt nano kim loại thơng thường, tượng cộng hưởng plasmon bề mặt (surface plasmon resonance, SPR), tính chất này, AuNPs sử dụng nhiều lĩnh vực khác xúc tác, cảm biến sinh học, dược mỹ phẩm [18]-[21] Ngoài ra, khả kháng khuẩn tốt AuNPs từ dịch chiết thực vật vàng nano tổng hợp ghi nhận lại nhiều [22]-[25] Tuy hạt nano vàng nghiên cứu ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau, chúng ẩn chứa nhiều http://jst.tnu.edu.vn 237 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(14): 235 - 246 hứa hẹn với khám phá từ chúng, đặc biệt lĩnh vực y học đại Tại Việt Nam nay, nhiều nhà khoa học quan tâm đến việc nghiên cứu tổng hợp AuNPs khảo sát ứng dụng chúng Tuy nhiên, chưa có cơng trình nghiên cứu cách hệ thống trình tổng hợp nano vàng ứng dụng y học điều trị ung thư 2.2 AuNPs chẩn đốn hình ảnh khối u Cách hiệu để cải thiện tiên lượng cho khối u việc phát sớm xuất tế bào Hiện nay, chẩn đoán hình ảnh kỹ thuật tiên tiến giúp phát khối u giai đoạn đầu giúp bác sĩ phẫu thuật đưa hướng điều trị xác Tuy nhiên, thách thức lớn phải đối mặt việc phải có hình ảnh rõ ràng vị trí xác nơi khối u kết thúc mô khỏe mạnh bắt đầu, nhằm tránh để lại số tế bào khối u hay việc phải loại bỏ nhiều mơ khỏe mạnh Khả tương thích sinh học tốt, tính ổn định cao, số nguyên tử cao, hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt (surface plasmon resonance - SPR) có khả hấp thụ cao tia X cho phép AuNPs tương tác với xạ điện từ nhiều bước sóng khác tạo hình ảnh tương phản rõ nét Điều khiến AuNPs sử dụng để xác định vị trí khối u giai đoạn từ sớm [26] Đặc tính SPR độc đáo giúp AuNPs trở thành yếu tố tiềm sử dụng phương pháp chẩn đốn hình ảnh chụp cộng hưởng từ (MRI), hình ảnh quang âm (PAI), chụp cắt lớp phát xạ positron (PET) tia X tán xạ (CT tia X) Các hạt AuNPs siêu nhỏ báo cáo không sở hữu độc tính cao thí nghiệm in vivo tiền lâm sàng Lee cộng tổng hợp hạt AuNPs siêu nhỏ có kích thước 1,4 nm sử dụng protein lõi virus HBV làm khung sử dụng chúng chất cản quang hỗ trợ kỹ thuật MRI Kết cho thấy hình ảnh cải thiện cách đáng kể khả xuyên thấu qua khối u mô da mơ sâu chuột sống thí nghiệm [27] Quan trọng việc sử dụng AuNPs siêu nhỏ không gây tổn thương mô lưu giữ không lâu dài hạt nano thận so với hạt siêu thuận từ vơ khác Trong chẩn đốn PAI, mô chiếu xạ với xung laser không bị ion hóa kết hợp với phân tử nội sinh (hemoglobin melanin) chất cản quang ngoại sinh, yếu tố giúp hấp thụ lượng Khi so sánh với hóa chất này, AuNPs cho thấy có tiết diện hấp thụ cao hàng nghìn lần so với thuốc nhuộm hữu thông thường rhodamine-6G indocyanin xanh lục [28] Vì thế, AuNPs sử dụng phân tử cản quang kỹ thuật PAI mơ hình động vật AuNPs có đường kính lớn không tiết hiệu qua thận, chúng bị hạn chế sử dụng nghiên cứu lâm sàng [29], [30] Trong thí nghiệm khác, Sokolov cộng bắt cặp kháng thể đơn dịng yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGFR) với AuNPs có kích thước nm 40 nm để dán nhãn tế bào ung thư Kết cho thấy AuNPs nm 40 nm hấp thụ tia hồng ngoại mạnh mẽ trì tín hiệu quang âm cách đáng kể, xuyên qua mô cách vượt trội đào thải dễ dàng thận kích thước siêu nhỏ chúng [31] Đối với phương pháp chụp cắt lớp phát xạ (PET), xem kỹ thuật chẩn đoán khối u phổ biến Mặc dù nghiên cứu sử dụng hạt nano vàng kỹ thuật PET để phát chẩn đốn ung thư mơ hình động vật báo cáo, tích tụ chúng mô làm giới hạn khả sử dụng hạt lâm sàng [32], [33] Do đó, nghiên cứu mở rộng để đánh giá khả tích tụ AuNPs tiến hành báo cáo, cụ thể, Cai cộng tổng hợp AuNPs siêu nhỏ dán nhãn đồng (Cu64 -2,5 nm) làm chất cản quang kỹ thuật PET chẩn đoán tiềm ẩn bệnh thận chuột [34] Kết rằng, hạt AuNPs đào thải nhanh chóng thận, kết chẩn đốn xác, an tồn khơng xâm lấn đến quan khác ghi nhận Cùng với kỹ thuật chẩn đốn kể trên, hình ảnh tán xạ sử dụng tia X trở thành cơng nghệ hình ảnh tương đối phổ biến tiến so với kỹ thuật sử dụng tia X cổ điển AuNPs biết đến với số nguyên tử hệ số hấp thụ tia X cao so với hạt nano dựa iod Những đặc tính này, với độc tính thấp, làm cho AuNPs trở thành ứng viên lý tưởng để sử dụng làm chất cản quang http://jst.tnu.edu.vn 238 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(14): 235 - 246 chẩn đốn hình ảnh tán xạ sử dụng tia X [35], [36] Với mục đích nhằm phát sớm ung thư biểu mô tế bào gan HCC, Rose-Petruck cộng tổng hợp AuNPs với lớp phủ polyelectrolyte để làm chất tương phản hình ảnh tán xạ tia X [37] Kết cho thấy việc sử dụng AuNPs siêu nhỏ chất tương phản có độ nhạy cao cho chất lượng hình ảnh tốt việc phát cụm nhỏ tế bào HCC Trong nghiên cứu khác Smilowitz cộng sự, họ sử dụng AuNPs siêu nhỏ để cải thiện hình ảnh chẩn đốn xạ trị chuột Kết cho thấy tính thấm thành mạch khối u cao hơn, hạt AuNPs siêu nhỏ có khả tích tụ lại nhiều vị trí khối u cho độ tương phản hình ảnh cao bình thường [38] Các đặc tính AuNPs, bao gồm kích thước nhỏ, khả tương thích sinh học tốt, số nguyên tử cao khả liên kết tác nhân nhắm mục tiêu, khiến chúng trở thành chất tương phản vô tiềm phương pháp chẩn đốn hình ảnh AuNPs có số ngun tử cao, dẫn đến khả hấp thụ tia X kilovoltage lớn cung cấp độ tương phản lớn chất tương phản tiêu chuẩn thông thường Các vật liệu tương phản giúp cải thiện việc xác định vị trí khối u ác tính cách tăng khả hấp thụ photon quang điện, tăng độ xác chẩn đốn giúp phân chia giai đoạn khối u rõ ràng, hỗ trợ việc xác định liều lượng lập kế hoạch điều trị phóng xạ Tuy nhiên, tùy thuộc vào kích thước hạt AuNPs, chúng tích tụ thận bàng quang q trình tiết qua thận Các hạt có kích thước lớn bị giữ lại, hạt có kích thước nhỏ đào thải dễ dàng qua thận Vì lí đó, hạt cần thiết kế có kích thước siêu nhỏ tối ưu hóa chức để dễ dàng đào thải thực tốt chức cản quang 2.3 AuNPs điều trị ung thư 2.3.1 AuNPs phân phối thuốc kháng ung thư vận chuyển acid nucleic liệu pháp gene chữa trị ung thư Ứng dụng công nghệ nano dựa việc phát chẩn đoán sớm khối u cấu trúc nano nhắm loại thuốc hóa trị liệu mục tiêu đưa chúng đến vị trí khối u cụ thể Với diện tích bề mặt lớn khả hoạt động bề mặt cao, AuNPs kết hợp trực tiếp gián tiếp tương tác với phân tử khác nhau, mang nhiều phân tử lúc, bao gồm thuốc, kháng thể, protein peptide, acid nucleic (DNA RNA), phối tử nhắm mục tiêu số phân tử khác [39] (Hình 2) AuNPs với đường kính 32 nm kết hợp với yếu tố hoại tử khối u (TNF) sử dụng để nhắm đến mục tiêu tế bào ung thư trực tràng ác tính MC38, phức hợp cho thấy có khả tác động trực tiếp vào tế bào khối u đích, tích tụ gan quan khác thí nghiệm mơ hình ung thư chuột Hiệu báo cáo cao so sánh với điều trị TNF đơn không kết hợp với hạt nano vàng [40] Một nghiên cứu liên hợp kaempferol - flavonoid gây phá vỡ DNA tế bào ung thư ác tính, với cụm nano vàng có kích thước nm giúp tăng cường độc tính lên tế bào ung thư, giảm tăng sinh làm hạn chế di tế bào ung thư phổi A549, độc tính thuốc tế bào khỏe mạnh lại giảm bớt đáng kể [41] Một ví dụ khác cho thấy kết hợp vỏ nano vàng phủ wedelolactone liposome, với tăng thân nhiệt tác dụng tia hồng ngoại làm giải phóng 97,34% wedelolactone ức chế phát triển tế bào u xương 143B đến 95,73%, ức chế phát triển mơ hình khối u mẫu chuột thí nghiệm [42] Sự ức chế hình thành mạch ứng dụng triển vọng hạt nano vàng liệu pháp hóa trị điều trị ung thư Yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu tăng trưởng khối u (VEGF), biết đến chất kích hoạt tạo mạch, biểu mức trình phát triển di khối u Nghiên cứu hạt AuNPs hình cầu trần báo cáo có khả tương tác với yếu tố tăng trưởng liên kết với heparin VEGF165 FGF, ức http://jst.tnu.edu.vn 239 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(14): 235 - 246 chế hoạt động yếu tố Hơn nữa, AuNPs ức chế tính thẩm thấu hình thành mạch in vivo VEGF gây mơ hình tai chuột khối u buồng trứng chuột [43] Trong nghiên cứu khác, AuNPs hình cầu chứng minh chất mang hiệu cho endostatin, tác nhân kháng hình thành mạch máu thường sử dụng rộng rãi điều trị lâm sàng Sự kết hợp hai yếu tố làm giảm di tế bào ung thư hình thành ống mạch thí nghiệm ni cấy tế bào HUVEC nuôi cấy, đồng thời ức chế biểu thụ thể yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGFR2) yếu tố AGR2 bệnh ung thư đại trực tràng di [44] Liệu pháp gene phương pháp lý tưởng để ngăn ngừa điều trị ung thư cách sử dụng DNA RNA ngoại lai, tải nạp vật liệu vào bên tế bào ung thư nhằm ngăn chặn phân chia phát triển tế bào ác tính thông qua ức chế hoạt động yếu tố phiên mã (transcription factors) So với loại thuốc phân tử nhỏ, loại thuốc acid nucleic phần lớn không bền yếu tố tác động dễ bị phân hủy enzyme, thối hóa hóa học vật lý trình thao tác gene chuyển gene [45] Do đó, cần phải có phương tiện phân phối lý tưởng để vận chuyển phân tử này, nhằm ngăn chặn thối hóa acid nucleic giúp chuyển nạp chúng hiệu vào tế bào khối u AuNPs bảo vệ acid nucleic khỏi enzyme phân hủy DNA I [46], có diện tích bề mặt lớn dễ dàng thao tác nên sử dụng chất chuyển nạp lượng lớn acid nucleic nhằm cải thiện hiệu chuyển nạp làm giảm độc tính với tế bào chuyển nạp [47] Mitra đồng nghiệp sử dụng kháng thể đơn dòng kết hợp phân tử tế bào biểu mơ (EpCAM) làm phối tử nhằm liên kết với hạt PEI-AuNP Các hạt tải nạp RNA im lặng (silence RNA – siRNA) thành công xâm nhập vào tế bào u nguyên bào võng mạc RB giết chết đáng kể lượng tế bào [48] Ryou cộng AuNPs tải nạp aptamers vào tế bào ung thư phổi A549 người kích hoạt chết tế bào cách hiệu [49] Hình Sự kết hợp đa dạng với phân tử sinh học AuNPs Ghi chú: AuNsP kết hợp trực tiếp gián tiếp với phân tử khác như: Hv (chiếu xạ với ánh sáng; Drug (thuốc); Acid nucleic (DNA RNA); Protein peptide; Photosensitizer (chất cảm quang); Targeting ligand (phối tử nhắm mục tiêu); Antibody (kháng thể) [28] Các hạt nano vàng có đặc tính riêng biệt khơng giống với nano kim loại thơng thường, hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt cục bộ, diện kim loại quý, điều cho phép việc thay đổi cấu trúc bề mặt hay điều chỉnh tiết diện dễ dàng, khiến cho AuNPs có khả liên kết linh hoạt với nhiều nhóm chức hóa học, protein thuốc chủ động nhắm mục tiêu đến tế bào ung thư có biểu mức thụ thể bề mặt tế bào Mặc dù AuNPs có khả phân phối thụ động đến vị trí khối u mức độ đó, http://jst.tnu.edu.vn 240 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(14): 235 - 246 có hạn chế tính khơng đồng hệ mạch dạng ung thư khác Do đó, cần phải có phương pháp cụ thể để phân phối AuNPs xác đến vị trí phát triển khối u đích cần tác động 2.3.2 AuNPs xạ trị (radiotherapy RT) liệu pháp quang nhiệt (photothermal therapy PTT) Xạ trị (RT) phương pháp thường sử dụng để loại bỏ khối u rắn giai đoạn đầu giai đoạn cuối, khối u di thơng qua xạ ion hóa lượng cao dẫn đến tổn thương mô khối u [50], loại bỏ phát triển khối u cục cách phá hủy DNA tế bào ung thư Tuy nhiên, xạ trị gây tình trạng kháng lại khối u đòi hỏi liều xạ cao để điều trị lần Nhưng với liều điều trị cao gây tổn thương khơng muốn có cho tế bào bình thường xung quanh mơ khối u [51] Do đó, để cải thiện độ hấp thụ xạ, chất làm nhạy cảm xạ đề xuất sử dụng nhằm làm tăng tổn thương cho mô khối u giảm tổn thương cho mơ bình thường sử dụng liệu pháp RT Khi so sánh với chất làm nhạy cảm phóng xạ sử dụng rộng rãi Gadolinium, bạch kim iod, AuNPs sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội, chẳng hạn số nguyên tử cao, cho phép điều chỉnh kích thước để tích tụ thụ động vị trí khối u, điều chỉnh hình dạng khả gắn phân tử nhắm mục tiêu chủ động Do đó, AuNPs đánh chất nhạy cảm phóng xạ tiềm với tính tương hợp sinh học cao độc tính thấp tế bào bình thường [52] Một nghiên cứu Hainfeld cộng khối u tuyến vú EMT-6 chuột loại bỏ hoàn toàn 30 ngày sau tiêm tĩnh mạch AuNPs kích thước 1,9 nm kết hợp với điều trị tia X mức 250 kVp, hiệu ứng nhạy cảm xạ cao AuNPs ghi nhận lại [38] AuNPs áp dụng nghiên cứu điều trị khối u khác như: ung thu não [53], ung thư vú [54], ung thư da ác tính [55], [56], ung thư trực tràng [57], [58], ung thư biểu mô cổ tử cung [59] ung thư hạch bạch huyết [60], tính nhạy cảm với phóng xạ sử dụng chất kết hợp xạ trị nhằm tăng cường hiệu liệu pháp tế bào ung thư, thơng tin chi tiết trình bày Bảng Liều chiếu xạ 250 kVp X-ray Gy RT 50 kVp X-ray 20 - 25 Gy RT 1-2 Gy RT Bức xạ truyền lượng tuyến tính cao (LET) Chiếu xạ gamma Bảng Kết kết hợp chiếu xạ (trị) hạt nano vàng loại ung thư Liều lượng, Tế bào ung thư kích thước Kết thử nghiệm AuNPs Tỷ lệ sống sót sau năm 86% nhóm 2,7 g/kg Ung thư biểu mô tuyến chuột điều trị kết hợp; 20% chiếu xạ 1,9 nm vú EMT-6 tia X 0% với nano vàng PEGylatedU nguyên bào thần Tăng đáng kể tổn thương DNA tế AuNPs kinh đệm U251 người bào u nguyên bào mg/g 43 Ung thư vú (tại chỗ - Tăng nhận diện tiêu diệt tế bào ung mg/g in situ) thư đánh dấu AuNPs 10 nm Làm chậm phát triển khối u; kéo dài thời 5mg/ml Tế bào ung thư da gian sống sót; gia tăng tín hiệu chết tế 13 - 50 nm B16F10 bào lập trình bên khối u; làm giảm kích thước khối u Tế bào ung thư trực 10-25 µg/ml tràng người LoVo; Tăng tỷ lệ đứt gãy sợi kép DNA; ảnh hưởng 10 nm HT29 cancerous stem- 10% sống sót tế bào like cells TLTK [21] [36] [37] [38], [39] [40], [41] 15 nm citratecapped AuNPs Ung thư biểu mô cổ tử cung người HeLa Tăng hiệu ứng xạ, tăng sản xuất gốc hydroxyl; tiêu diệt tế bào ung thư với xạ LET thấp cao [42]