Kürzlich stellten Forscher unter der Leitung von Prof. Huang Qing an den Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) einen neuen photodynamischen Wirkstoff bereit und stellten Caenorhabditis elegans als einfaches Modell mit hohem Durchsatz zur Bewertung der Effizienz des photodynamischen Wirkstoffs vor . Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht Biomaterialwissenschaft.
Herkömmliche Photosensibilisatoren haben Nachteile wie eine geringe Quantenausbeute von Singulett-Sauerstoff (1O2) und das Problem der Photobleichung, die die klinische Anwendung der photodynamischen Therapie (PDT) einschränken.
In dieser Studie wurden Kohlenstoff-Quantenpunkte (CQDs) aus Brokkoli, einer natürlichen Biomasse-Kohlenstoffquelle, durch ein einfaches hydrothermales Verfahren als photodynamische Mittel hergestellt, die eine hervorragende photodynamische Fähigkeit zeigen, die im C. elegans-Modell bezeugt wird. Die hergestellten, von Brokkoli abgeleiteten CQDs (BCQDs) zeigten eine hohe Photostabilität, eine ausgezeichnete Wasserlöslichkeit und konnten (1O2) effektiv unter Bestrahlung mit Licht mit einer Wellenlänge von 660 nm erzeugen.
Laut den Forschern wurde die PDT-Effizienz von BCQDs durch die Verursachung von DNA-Schäden in Würmern und letztendlich die Induktion von Keimbahnapoptose durch die Messung der fachen Induktion von Egl-1 in den Loss-Function-Mutanten Hus-1 (op244) und cep-1 (w40) bestätigt. .
Darüber hinaus offenbarte das Fehlen von Keimbahn-Apoptose in den Mutanten mit dem Funktionsverlust der Gene für Keimbahn-Apoptose aufgrund von DNA-Schäden wie hus-1 (op244), cep-1 (w40) und egl-1 (n487). Die PDT-Effizienz von BCQDs war abhängig von der Induktion der Keimbahn-Apoptose, die durch den cep-1/p53-Weg nach DNA-Schädigung vermittelt wird.
Diese Arbeit hat nicht nur das effektive Material für die potenzielle PDT-Anwendung bereitgestellt, sondern auch ein schnelles und Hochdurchsatz-Screening-Modell für die zukünftige PDT-Forschung eingeführt.
Shereen M. El-Sherbiny et al., Grüne Synthese von von Brokkoli abgeleiteten Kohlenstoff-Quantenpunkten als wirksamer Photosensibilisator für den PDT-Effekt, bezeugt im Modell der Mutante Caenorhabditis elegans, Biomaterialwissenschaft (2022). DOI: 10.1039/D2BM00274D