- iron-based metal-organic framework (MOF) संरचना का उपयोग कर कैंसर कोशिकाओं के भीतर एक साथ दो oxidation reactions उत्पन्न करने वाली नई nanomaterial विकसित की गई
- यह सामग्री कैंसर कोशिकाओं के acidic environment और hydrogen peroxide की उच्च concentration का उपयोग करके hydroxyl radical और singlet oxygen दोनों उत्पन्न करती है
- इससे मौजूदा chemodynamic therapy (CDT) एजेंट्स की उस सीमा को पार किया गया है, जिनमें या तो केवल एक प्रकार का oxygen radical बनता था या catalytic activity कम होती थी
- चूहों के प्रयोग में breast cancer tumor पूरी तरह हट गया, और स्वस्थ ऊतकों को नुकसान या side effects नहीं देखे गए
- शोधकर्ता आगे pancreatic cancer सहित अन्य cancer types में भी प्रभाव की पुष्टि कर clinical application की संभावना का मूल्यांकन करने की योजना बना रहे हैं
नई iron-based nanomaterial का विकास
- Oregon State University की शोध टीम ने कैंसर कोशिकाओं के भीतर काम करने वाली dual-oxidation-reaction nanomaterial डिज़ाइन की
- कैंसर कोशिकाओं की acidity और hydrogen peroxide concentration का उपयोग करके भीतर दो oxidation reactions प्रेरित किए जाते हैं
- परिणामस्वरूप oxidative stress अधिकतम हो जाता है, जिससे कैंसर कोशिकाएँ नष्ट होती हैं और आसपास के सामान्य ऊतक क्षतिग्रस्त नहीं होते
- यह शोध Advanced Functional Materials जर्नल में प्रकाशित हुआ
chemodynamic therapy (CDT) में प्रगति
- CDT एक ऐसी उपचार रणनीति है जो कैंसर कोशिकाओं के विशिष्ट chemical environment का उपयोग करके oxidation reactions उत्पन्न करती है
- कैंसर कोशिकाएँ सामान्य ऊतकों की तुलना में ज़्यादा acidic होती हैं और उनमें hydrogen peroxide concentration अधिक होती है
- मौजूदा CDT, hydroxyl radical उत्पन्न करके कोशिका के भीतर lipids, proteins और DNA को oxidize कर नुकसान पहुँचाती है
- हाल के वर्षों में singlet oxygen उत्पन्न करने वाले CDT approaches भी सामने आए हैं, लेकिन अधिकांश केवल एक ही प्रकार का oxygen radical बना पाते थे
मौजूदा CDT एजेंट्स की सीमाएँ और सुधार
- मौजूदा एजेंट्स catalytic activity की कमी और केवल एक oxidation species के निर्माण के कारण आंशिक tumor regression तक ही सीमित रहे
- इसे हल करने के लिए शोध टीम ने iron-based MOF संरचना डिज़ाइन की, ताकि एक साथ दो प्रकार के oxygen radicals उत्पन्न किए जा सकें
- hydroxyl radical और singlet oxygen दोनों बनाकर कैंसर कोशिकाओं पर toxic effect को अधिकतम किया गया
- कई cancer cell lines में इसने शक्तिशाली toxicity दिखाई, जबकि non-cancer cells पर लगभग कोई प्रभाव नहीं पड़ा
animal experiments के नतीजे
- जब मानव breast cancer cells प्रत्यारोपित किए गए चूहों में इसे systemic administration के जरिए दिया गया, तो nanomaterial चुनिंदा रूप से tumor में जमा हो गई
- इसने बड़ी मात्रा में reactive oxygen species (ROS) उत्पन्न किए और कैंसर को पूरी तरह हटा दिया
- side effects या systemic toxicity नहीं देखी गई
- प्रयोग में tumor पूरी तरह समाप्त हो गया और दोबारा नहीं लौटा
आगे का शोध दिशा
- शोधकर्ता pancreatic cancer जैसे आक्रामक cancer types को शामिल करते हुए अतिरिक्त प्रयोग की योजना बना रहे हैं
- लक्ष्य विभिन्न cancer types में प्रभाव के दायरे की पुष्टि करना है
- इस शोध को U.S. National Cancer Institute (NCI) और Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development का समर्थन मिला
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