Pencitraan telah digunakan secara luas sebagai alat diagnostik dalam aplikasi biomedis, khususnya diagnosis klinis, karena antarmuka visual dan intuisinya pada wilayah seluler atau molekuler. Dalam kondisi ini, pencitraan molekuler telah muncul, dikombinasikan dengan molekul spesifik dan pencitraan in vivo. Baru-baru ini, banyak teknologi pencitraan telah mempertimbangkan kecenderungan untuk pengobatan dini penyakit diagnostik seperti kanker dan informasi biologis pada tahap praklinis. Di antara senyawa kontras ini, asam hialuronat adalah salah satu alternatif yang relatif menjanjikan untuk menghibridisasi nanopartikel. Dengan demikian, asam hialuronat memiliki interaksi yang kuat dengan reseptor ketika diekspresikan secara berlebihan dalam sel kanker reseptor CD44. Selain itu, asam hialuronat adalah polisakarida linier dengan berat molekul yang signifikan sehingga dapat menyelubungi nanopartikel CNDs-CuFe2O4 tanpa penambahan eksternal dari polimer lain.
Dalam penelitian ini, metode yang mudah untuk menghasilkan agen pencitraan model baru (CNDs-CuFe2O4-HA) dilaporkan dengan menambahkan kemampuan fluoresen nanodots karbon (CNDs) dan nanopartikel magnetik tembaga ferit (CuFe2O4) ke dalam asam hialuronat (HA) mengenai rasio konsentrasi 1:4 melalui homogenizer ultrasonik. Penelitian ini bertujuan untuk membuat nanodot karbon memuat pada nanopartikel magnetik CuFe2O4 dan melapisinya dengan asam hialuronat, sehingga dapat digunakan sebagai agen kontras dalam pencitraan MRI dan agen bioimaging untuk sel kanker (Skema 1). Struktur, morfologi, sifat fluoresensi, dan uji sitotoksisitas diselidiki secara rinci. Selain itu, kinerja MRI in vitro dari bahan CNDs揅uFe2O4揌A yang disintesis juga dievaluasi oleh Magnetic Resonance Imager 1.5 T Magnetom Avanto. Temuan ini menunjukkan bahwa nanohibrid CNDs揅uFe2O4揌A akan berkontribusi untuk digunakan sebagai agen kontras MRI dan agen bioimaging dalam sel kanker.
Untuk memverifikasi potensi bahan nano hibrida CNDs-CuFe2O4-HA untuk agen kontras MRI dual-modal yang efektif, sifat relaksasi magnetik mereka dinilai. Seperti yang digambarkan pada Gambar 1, nanopartikel CuFe2O4 dengan berbagai konsentrasi yang disiapkan menampilkan kontras yang lebih tinggi daripada bahan nano hibrida CNDs-CuFe2O4 dengan konsentrasi yang berbeda. Bahan nano hibrida menunjukkan zat kontras yang sedikit lebih rendah karena dienkapsulasi oleh molekul HA, sehingga meningkatkan ukuran nano hibrida. Ukuran partikel secara signifikan memainkan peran dalam agen kontras. Ukuran partikel yang lebih kecil memberikan interaksi dipol-dipol yang lebih luas antara nanopartikel ion magnetik dan proton dari H2O. Dengan demikian, interaksi maksimal akan meningkatkan kontras positif pada citra berbobot T1 dan dengan demikian menghasilkan citra yang lebih terang.
Selanjutnya, untuk menyelidiki sifat fluoresen dan efek serapan seluler pada bahan hibrida CNDs-CuFe2O4-HA (1: 4), mikroskop pemindaian laser confocal (CLSM) digunakan. CLSM adalah metode yang andal untuk mengeksplorasi internalisasi CND dan bahan nanohybrid yang disiapkan pada sel tumor HeLa. Sampel yang sesuai ini diinkubasi dengan sel HeLa selama satu jam untuk mengambil penyerapan seluler. Sel HeLa yang diobati dengan CND saja tidak menunjukkan fluoresensi. Namun, sel tumor HeLa yang diobati dengan CNDs-CuFe2O4-HA menunjukkan fluoresensi hijau yang tinggi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2. Temuan ini menunjukkan bahwa sampel nanohybrid dapat berhasil dimasukkan ke dalam membran sel pada sitoplasma melalui endositosis. Selain itu, internalisasi bahan nanohibrid mengikuti interaksi HA dengan reseptor CD44 pada permukaan sel tumor karena bahan nano CNDs-CuFe2O4-HA secara intrinsik memiliki afinitas yang kuat untuk reseptor CD44 yang diekspresikan berlebihan pada sel kanker. Dengan cara ini, HA pada permukaan nanohybrid memfasilitasi penyerapan seluler yang cukup besar dengan mengaktifkan reseptor ligan. Selain itu, pencitraan confocal 3 dimensi sel HeLa yang diinkubasi dengan bahan CND dan nanohybrid (1:4) dilakukan dalam mode pemindaian vertikal pada kedalaman yang berbeda di sepanjang sumbu z (susun-z). Akibatnya, data juga merujuk tidak ada fluoresensi dari inkubasi CND pada sel HeLa, sedangkan Gambar. 2 menunjukkan fluoresensi sangat hijau yang diperoleh dari inkubasi bahan nanohybrid pada sel HeLa. Hasil ini memvalidasi bahwa bahan hibrida CNDs-CuFe2O4-HA terutama terakumulasi dengan baik di sitoplasma. Dengan demikian, material nanohibrid yang telah disiapkan dapat digunakan sebagai agen bioimaging dalam diagnosis sel kanker.
Singkatnya, kami telah mensintesis Chalcone-APBA-CD yang dikombinasikan dengan perawatan ultrasonik. Chalcone berhasil dimuat pada APBA-CD, dibuktikan dengan beberapa investigasi. Uji in vitro menunjukkan bahwa Chalcone-APBA-CDs dapat mengurangi viabilitas sel HeLa (55,4 – 42,3%) pada konsentrasi hingga 400渭g/mL. Kalkon yang dimuat dapat lepas dari CD dan melakukan perilaku yang bergantung pada pH dengan profil penahanan obat tertinggi pada asam media selama 430 menit dan mengikuti model Higuchi dan Korsmeyer-Peppas. Chalcone-APBA-CDs juga cukup memasuki sitoplasma melalui jalur reseptor-endositosis asam sialat dan mengarahkannya ke nukleus area DNA. Studi in vivo pada pengaplikasian Chalcone-APBA-CDs memastikan keberhasilan proses pengobatan pada tikus dengan mengurangi ukuran tumor dan tidak memiliki efek merusak pada organ tikus pasca pengobatan. Studi in vivo ini lebih mendukung analisis in vitro lebih lanjut, menyatakan bahwa CD dapat bekerja secara efisien pada terapi klinis dengan meningkatkan pencitraan kanker dan meningkatkan aktivitas antikanker dengan agen penargetan yang menipu terhadap reseptor spesifik dalam sel tumor.
Penulis: Mochamad Zakki Fahmi, S.Si., M.Si., Ph.D.
Link Asli Paper:
