Наночастинки золота як компоненти фотосенсибілізаторів третього покоління для фотодинамічної терапії пухлин

  • Ірина Олександрівна Штонь
  • Микола Федорович Гамалія
Ключові слова: Наночастинки, золото, фотодинамічна терапія, фотосенсибілізатори.

Анотація

Наночастинки золота привертають особливу увагу спеціалістів у галузі медицини. Унікальні властивості цих наночастинок дають змогу використовувати їх не лише в якості транспортерів терапевтичних препаратів, але й як важливі компоненти при створенні нанокомпозитних засобів таргетної фотодинамічної та фототермічної терапії пухлин. У статті розглядаються особливості наночастинок золота, які визначають ефективність нанокомпозиту, та аналізуються перспективні напрямки у розробці композитних фотосенсибілізаторів

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Гамалія М.Ф. Фотодинамічна активність сенсибілізаторів другого покоління — фотолону (хлорину е6) та його золотого нанокомпозиту: досліди in vitro та in vivo / М.Ф.Гамалія, Є.Д.Шишко, І.О.Штонь та ін. // Фотобіологія та фотомедицина.– 2012.– Т.9, №1,2.– С.94–98.

Хлебцов Н.Г. Биораспределение и токсичность золотых наночастиц / Н.Г.Хлебцов, Л.А.Дыкман // Нанобиология.— 2010.— Т.6, №1–2.— С.39–59.

Acharya S. Targeted epidermal growth factor receptor nanoparticle bioconjugates for breast cancer therapy / S.Acharya, F.Dilnawaz, S.K.Sahoo // Biomaterials.— 2009.— Vol.30, №29.— P.5737–5750.

Alexis F. Nanoparticle technologies for cancer therapy / F.Alexis, E.M.Pridgen, R.Langer et al. // Handb. Exp. Pharmacol.— 2010.— Vol.197.— P.55–86.

Arvizo R.R. Mechanism of anti-angiogenic property of gold nanoparticles: role of nanoparticle size and surface charge / R.R.Arvizo, S.Rana, O.R.Miranda et al. // Nanomedicine.— 2011.— Vol.7, №5.— P.580–587.

Berg K. Cellular uptake and relative efficiency in cell inactivation by photoactivated sulfonated meso-tetraphenylporphines / K.Berg, J.C.Bommer, J.W.Winkelman et al. // Photochem. Photobiol.— 1990.— Vol.52, №4.— P.775–781.

Berg K. Lysosomes and microtubules as targets for photochemotherapy of cancer / K.Berg, J.Moan // Photochem. Photobiol.—1997.— Vol.65, №3.— P.403–409.

Boisselier E. Gold nanoparticles in nanomedicine: preparations, imaging, diagnostics, therapies and toxicity / E.Boisselier, D.Astruc // Chem. Soc. Rev.— 2009.— Vol.38, №6.— P.1759–1782.

Brust M. Synthesis of thiol-derivatised gold nanoparticles in a two-phase liquid-liquid system / M.Brust, M.Walker, D.Bethell et al. // J. Chem. Soc., Chem. Commun.— 1994.— №7.— P.801–802.

Byrne J.D. Active targeting schemes for nanoparticle systems in cancer therapeutics / J.D.Byrne, T.Betancourt, L.Brannon-Peppas // Adv. Drug Deliv. Rev.— 2008.— Vol.60, №15.— P.1615–1626.

Camerin M. The in vivo efficacy of phthalocyanine-nanoparticle conjugates for the photodynamic therapy of amelanotic melanoma / M.Camerin, M.Magaraggia, M.Soncin et al. // Eur. J. Cancer.— 2010.— Vol.46, №10.— P.1910–1908.

Chatterjee D.K. Nanoparticles in photodynamic therapy: an emerging paradigm / D.K.Chatterjee, L.S.Fong, Y.Zhang // Adv. Drug Deliv. Rev.— 2008.— Vol.60, №15.— P.1627–1637.

Cheng Y. Highly efficient drug delivery with gold nanoparticle vectors for in vivo photodynamic therapy of cancer / Y.Cheng, C.A.Samia, J.D.Meyers et al. // J. Amer. Chem. Soc.— 2008.— Vol.130, №32.— P.10643–10647.

Cheng Y. Delivery and efficacy of a cancer drug as a function of the bond to the gold nanoparticle surface / Y.Cheng, A.C.Samia, J.Li et al. // Langmuir.— 2010.— Vol.26, №4.— P.2248–2250.

Cheng Y. Addressing brain tumors with targeted gold nanoparticles: a new gold standard for hydrophobic drug delivery? / Y.Cheng, J.D.Meyers, R.S.Agnes et al. // Small.— 2011.— Vol.7, №16.— P.2301–2306.

Damoiseau X. Increase of the photosensitizing efficiency of the Bacteriochlorin a by liposome-incorporation / X.Damoiseau, H.J.Schuitmaker, J.W.Lagerberg et al. // J. Photochem. Photobiol. B.— 2001.— Vol.60, №1.— P.50–60.

Demberelnyamba D. Newly synthesized water soluble cholinium-purpurin photosensitizers and their stabilized gold nanoparticles as promising anticancer agents / D.Demberelnyamba, M.Ariunaa, Y.K.Shim // Int. J. Mol. Sci.— 2008.— Vol.9, №5.— P.864–871.

Doane T. Nanoparticle mediated non-covalent drug delivery / T.Doane, C.Burda // Adv. Drug Deliv. Rev.— 2013.— Vol.65, №5.— P.607–621.

Dreaden E.C. The golden age: gold nanoparticles for biomedicine / E.C.Dreaden, A.M.Alkilany, X.Huang et al. // Chem. Soc. Rev.— 2012.— Vol.41, №7.— P.2740 – 2779.

Dykman L.A. Gold nanoparticles in biology and medicine: recent advances and prospects / L.A.Dykman, N.G.Khlebtsov // Acta Naturae.— 2011.— Vol.3, №2.— P.34–55.

Gamaleia N.F. Photodynamic activity of hematoporphyrin conjugates with gold nanoparticles: experiments in vitro / N.F.Gamaleia, E.D.Shishko, G.A.Dolinsky et al. // Exp. Oncol.— 2010.— Vol.32, №1.— P.44–47.

Gamaleia N.F. Photodynamic activity of nanogold-doped Fotolon: free radicals versus singlet oxygen / N.F.Gamaleia, G.A.Dolinsky, E.D.Shishko et al. // Forum Immunopathol. Dis. Therap.— 2011.— Vol.2, №3.— P.237–246.

Ge J. Core–satellite nanocomposite catalysts protected by a porous silica shell: controllable reactivity, high stability, and magnetic recyclability / J.Ge, Q.Zhang, T.Zhang et al. // Angew. Chem. Int. Ed.— 2008.— Vol.47, №46.— P.8924–8928.

Gil P.R. Composite nanoparticles take aim at cancer / P.R.Gil, W.J.Parak // ACS Nano.— 2008.— Vol.2, №11.— P.2200–2205.

Griffin J. Size- and distance-dependent nanoparticle surface-energy transfer method for selective sensing of hepatitis C virus RNA / J.Griffin, A.K.Singh, D.Senapati et al. // Chemistry.— 2009.— Vol.15, №2.— P.342–351.

Haley B. Nanoparticles for drug delivery in cancer treatment / B.Haley, E.Frenkel // Urol. Oncol.— 2008.— Vol.26, №1.— P.57–64.

Huang P. Photosensitizer-conjugated silica-coated gold nanoclusters for fluorescence imaging-guided photodynamic therapy / P.Huang, J.Lin, S.Wang et al. // Biomaterials.— 2013.— Vol.34, №19.— P.4643–4654.

Huang X. The conjugates of gold nanorods and chlorin e6 for enhancing the fluorescence detection and photodynamic therapy of cancers / X.Huang, X.J.Tian, W.L.Yang et al. // Phys. Chem. Chem. Phys.— 2013.

Jain P.K. Noble metals on the nanoscale: optical and photothermal properties and some applications in imaging, sensing, biology, and medicine / P.K.Jain, X.Huang, I.H.El-Sayed et al. // Acc. Chem. Res.— 2008.— Vol.41, №12.— P.1578 – 1586.

Jang B. Gold nanorod-photosensitizer complex for near-infrared fluorescence imaging and photodynamic/photothermal therapy in vivo / B.Jang, J.Y.Park, C.H.Tung et al. // ACS Nano.— 2011.— Vol.5, №2.— P.1086–1094.

Jang B. Photosensitizer-сonjugated gold nanorods for enzyme-activatable fluorescence imaging and photodynamic therapy / B.Jang, Y.Choi // Theranostics.— 2012.— Vol.2, №2.— P.190–197.

Jia X. Nanoparticles improve biological functions of phthalocyanine photosensitizers used for photodynamic therapy / X.Jia, L.Jia // Curr. Drug Metab.— 2012.— Vol.13, №8.— P.1119–1122.

Jiang J. Effect of timing, dose and interstitial versus nanoparticle delivery of tumor necrosis factor alpha in combinatorial adjuvant cryosurgery treatment of ELT-3 uterine fibroid tumor / J.Jiang, J.Bischof // Cryo. Letters.— 2010.— Vol.31, №1.— P.50–62.

Jiang W. Nanoparticle-mediated cellular response is size-dependent / W.Jiang, B.Y.Kim, J.T.Rutka et al. // Nat. Nanotechnol.— 2008.— Vol.3, №3.— P.145–150.

Kessel D. Pharmacokinetics of N-aspartyl chlorin e6 in cancer patients // J. Photochem. Photobiol. B.— 1997.— Vol.39, №1.— P.81–83.

Khlebtsov B.N. Silver nanocubes and gold nanocages: fabrication and optical and photothermal properties / B.N.Khlebtsov, V.A.Khanadeev, I.L.Maksimova et al. // Nanotech. in Russia.— 2010.— Vol.5, №7-8.— P.454–468.

Kuo W.S. Gold nanomaterials conjugated with indocyanine green for dual-modality photodynamic and photothermal therapy / W.S.Kuo, Y.T.Chang, K.C.Cho et al. // Biomaterials.— 2012.— Vol.33, №11.— P.3270–3278.

Lee D.E. Multifunctional nanoparticles for multimodal imaging and theragnosis / D.E.Lee, H.Koo, I.C.Sun et al. // Chem. Soc. Rev.— 2012.— Vol.41, №7.— P.2656–2672.

Liu Y. Synthesis, stability, and cellular internalization of gold nanoparticles containing mixed peptide-poly(ethylene glycol) monolayers / Y.Liu, M.K.Shipton, J.Ryan et al. // Anal. Chem.— 2007.— Vol.79, №6.— P.2221–2229.

Lkhagvadulam B. Synthesis and photodynamic activities of novel water soluble purpurin-18-N-methyl-D-glucamine photosensitizer and its gold nanoparticles conjugate / B.Lkhagvadulam, J.H.Kim, I.Yoon et al. // J. Porphyrins Phthalocyanines.— 2012.— Vol.16, №4.— P.331–340.

Lowery A.R. Immunonanoshells for targeted photothermal ablation of tumor cells / A.R.Lowery, A.M.Gobin, E.S.Day et al. // Int. J. Nanomedicine.— 2006.— Vol.1, №2.— P.149–154.

Lu F. Gold nanoparticles for diagnostic sensing and therapy / F.Lu, T.L.Doane, J.J.Zhu et al. //.— 2012.— Vol.393, №.1.— P.142–153.

Malik Z. Fourier transform multipixel spectroscopy and spectral imaging of protoporphyrin in single melanoma cells / Z.Malik, M.Dishi, Y.Garini // Photochem. Photobiol.— 1996.— Vol.63, №5.— P.608–614.

Moeno S. Synthesis and photophysical properties of a novel zinc photosensitizer and its gold nanoparticle conjugate / S.Moeno, E.Antunes, T.Nyokong et al. // J. Photochem. Photobiol. A.— 2011.— Vol., №2.— P.343–350.

Morgan M.T. Dendrimer-encapsulated camptothecins: increased solubility, cellular uptake, and cellular retention affords enhanced anticancer activity in vitro / M.T.Morgan, Y.Nakanishi, D.J.Kroll et al. // Cancer Res.— 2006.— Vol.66, №24.— P.11913–11921.

Murray N.P. Differential expression of matrix metalloproteinase-2 expression in disseminated tumor cells and micrometastasis in bone marrow of patients with nonmetastatic and metastatic prostate cancer: theoretical considerations and clinical implications — an immunocytochemical study / N.P.Murray, E.Reyes, P.Tapia et al. // Bone Marrow Res.— 2012.— Vol.2012.— P.1–9.

Nativo P. Uptake and intracellular fate of surface-modified gold nanoparticles / P.Nativo, I.A.Prior, M.Brust // ACS Nano.— 2008.— Vol.2, №8.— P.1639–1644.

Nguyen K.T. Targeted nanoparticles for cancer therapy: promises and challenges // J. Nanomedic. Nanotechnol.— 2011.— Vol.2, №5.— P.1–2.

O’Neal D.P. Photo-thermal tumor ablation in mice using near infrared-absorbing nanoparticles / D.P.O’Neal, L.R.Hirsch, N.J.Halas et al. // Cancer Lett.— 2004.— Vol.209, №2.— P.171–176.

Oo M.K. 5-aminolevulinic acid-conjugated gold nanoparticles for photodynamic therapy of cancer / M.K.Oo, X.Yang, H.Du et al. // Nanomedicine (Lond).— 2008.— Vol.3, №6.— P.777–786.

Paszko E. Nanodrug applications in photodynamic therapy / E.Paszko, C.Ehrhardt, M.O.Senge et al. // Photodiagnosis. Photodyn. Ther.— 2011.— Vol.8, №1.— P.14–29.

Peng Q. Localization of potent photosensitizers in human tumor LOX by means of laser scanning microscopy / Q.Peng, J.Moan, G.Farrants et al. // Cancer Lett.—1990.— Vol.53, №2-3.— P.129–139.

Peng Q. Subcellular localization, redistribution and photobleaching of sulfonated aluminum phthalocyanines in a human melanoma cell line / Q.Peng, G.W.Farrants, K.Madslien et al. // Int. J. Cancer.—1991.— Vol.49, №2.— P.290–295.

Prabhu V. Nanoparticles in drug delivery and cancer therapy: the giant rats tail / V.Prabhu, S.Uzzaman, V.M.B.Grace et al. // J. Cancer Ther.— 2011.— Vol.2, №3.— P.325–334.

Roberts W.G. In vitro photosensitization I. Cellular uptake and subcellular localization of mono-L-aspartyl chlorin e6, chloro-aluminum sulfonated phthalocyanine, and photofrin II / W.G.Roberts, M.W.Berns // Lasers Surg. Med.— 1989.— Vol.9, №2.— P.90–101.

Rosenkranz A.A. Targeted intracellular delivery of photosensitizers to enhance photodynamic efficiency / A.A.Rosenkranz, D.A.Jans, A.S.Sobolev // Immunol. Cell Biol.— 2000.— Vol.78, №4.— P.452–464.

Scully A.D. Laser line-scanning confocal fluorescence imaging of the photodynamic action of aluminum and zinc phthalocyanines in V79-4 Chinese hamster fibroblasts / A.D.Scully, R.B.Ostler, A.J.MacRobert et al. // Photochem. Photobiol.—1998.— Vol.68, №2.— P.199–204.

Sershen S.R. Temperature-sensitive polymer-nanoshell composites for photothermally modulated drug delivery / S.R.Sershen, S.L.Westcott, N.J.Halas et al. // J. Biomed. Mater. Res.— 2000.— Vol.51, №3.— P.293–298.

Shukla R. Laminin receptor specific therapeutic gold nanoparticles (198AuNP-EGCg) show efficacy in treating prostate cancer / R.Shukla, N.Chanda, A.Zambre et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.— 2012.— Vol.109, №31.— P.12426–12431.

Srivatsan A. Gold nanocage-photosensitizer conjugates for dual-modal image-guided enhanced photodynamic therapy / A.Srivatsan, S.V.Jenkins, M.Jeon et al. // Theranostics.— 2014.— Vol.4, №2.— P.163–174.

Stuchinskaya T. Targeted photodynamic therapy of breast cancer cells using antibody-phthalocyanine-gold nanoparticle conjugates / T.Stuchinskaya, M.Moreno, M.J.Cook et al. // Photochem. Photobiol. Sci.— 2011.— Vol.10, №5.— P.822–831.

Sun I.C. Biocompatible glycol chitosan-coated gold nanoparticles for tumor-targeting CT imaging / I.C.Sun, J.H.Na, S.Y.Jeong et al. // Pharm. Res.— 2013.

Turkevich J. A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold / J.Turkevich, P.C.Stevenson, J.Hillier // Discuss. Faraday Soc.— 1951.— Vol.11.— P.55–75.

Vankayala R. Metal nanoparticles sensitize the formation of singlet oxygen / R.Vankayala, A.Sagadevan, P.Vijayaraghavan et al. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl.— 2011.— Vol.50, №45.— P.10640–10644.

Wang J. Assembly of aptamer switch probes and photosensitizer on gold nanorods for targeted photothermal and photodynamic cancer therapy / J.Wang, G.Zhu, M.You et al. // ACS Nano.— 2012.— Vol.6, №6.— P.5070–5076.

Wang S. Nanomaterials and singlet oxygen photosensitizers: potential applications in photodynamic therapy / S.Wang, R.Gao, F.Zhou et al. // J. Mater. Chem.— 2004.— Vol.14.— P.487–493.

Wieder M.E. Intracellular photodynamic therapy with photosensitizer-nanoparticle conjugates: cancer therapy using a «Trojan horse» / M.E.Wieder, D.C.Hone, M.J.Cook et al. // Photochem. Photobiol. Sci.— 2006.— Vol.5, №8.— P.727–734.

Wood S.R. The subcellular localization of Zn(II) phthalocyanines and their redistribution on exposure to light / S.R.Wood, J.A.Holroyd, S.B.Brown // Photochem. Photobiol.— 1997.— Vol.65, №3.— P.397–402.

Ye T.Y. Controlling the packing of gold nanoparticles with grafted liquid crystals / T.Y.Ye, X.F.Chen, K.Qian et al. // J. Nanopart. Res.— 2012.— Vol.14, №1055.— P.1–12.

Yoon I. Advance in photosensitizers and light delivery for photodynamic therapy / I.Yoon, J.Z.Li, Y.K.Shim // Clin. Endosc.— 2013.— Vol.46, №1.— P.7–23.

Zaruba K. Modified porphyrin-brucine conjugated to gold nanoparticles and their application in photodynamic therapy / K.Zaruba, J.Kralova, P.Rezanka et al. // Org. Biomol. Chem.— 2010.— Vol.8, №14.— P.3202–3206.

Zhao B. Enhanced photodynamic efficacy towards melanoma cells by encapsulation of Pc4 in silica nanoparticles / B.Zhao, J.J.Yin, P.J.Bilski et al. // Toxicol. Appl. Pharmacol.— 2009.— Vol.241, №2.— P.163 – 172.

Опубліковано
2015-10-07
Як цитувати
Штонь, І. О., & Гамалія, М. Ф. (2015). Наночастинки золота як компоненти фотосенсибілізаторів третього покоління для фотодинамічної терапії пухлин. Фотобіологія та фотомедицина, 11(1, 2), 42-53. вилучено із https://periodicals.karazin.ua/photomedicine/article/view/4076
Розділ
Фотобіологія та експериментальна фотомедицина

Найбільш популярні статті цього автора (авторів)