Nanopartikel Emas Diproduksi di Sel Kanker dengan Teknik Baru. Para peneliti di Universitas Maryland Baltimore County (UMBC) dan kolaborator mereka telah menerbitkan penelitian inovatif di Nature Communications. Dalam jurnal, inovasi ini berjudul "Pembuatan nanopartikel emas fototermal intratumoral melalui biomineralisasi vektorisasi emas ionik,”. Studi ini telah menunjukkan teknik baru untuk biosintesis nanopartikel emas plasmonik yang langsung di dalam sel kanker, tanpa memerlukan metode laboratorium konvensional. Pendekatan inovatif ini mempunyai potensi untuk memperluas aplikasi biomedis secara signifikan, khususnya dalam pencitraan x-ray dan terapi kanker.
Latar Belakang dan Dasar Pemikiran. Metode tradisional sintesis nanopartikel emas di laboratorium melibatkan prosedur kompleks yang memerlukan prekursor ionik dan zat pereduksi, dengan kontrol yang tepat terhadap kondisi reaksi seperti suhu, pH, dan waktu. Beberapa metode seperti ini seringkali menghasilkan variasi dalam ukuran, bentuk, dan fungsi nanopartikel, yang dapat mempengaruhi perilakunya dalam sistem biologis, termasuk seberapa baik nanopartikel tersebut diinternalisasi oleh sel, durasi aktivitasnya di dalam tubuh, dan tingkat pembersihannya.
Untuk mengatasi tantangan ini, tim UMBC telah mengembangkan metode untuk melakukan biosintesis nanopartikel emas langsung di dalam sel kanker. Pendekatan ini menghilangkan ketidakpastian yang terkait dengan sintesis konvensional dan memungkinkan produksi nanopartikel yang lebih konsisten dengan sifat yang diinginkan.
Metodologi yang dipakai. Para peneliti mengeksplorasi bagaimana sel-sel kanker yang berbeda merespons pengenalan asam kloroaurat (sumber emas ionik) ke dalam lingkungan seluler mereka. Mereka menemukan bahwa sel-sel kanker dapat membentuk nanopartikel emas secara intraseluler, yang kemudian dapat dimanfaatkan untuk aplikasi biomedis seperti pencitraan x-ray dan terapi yang ditargetkan untuk menghancurkan jaringan kanker.
Dalam studi mereka, Dr. Dipanjan Pan, seorang profesor teknik kimia, biokimia, dan lingkungan di UMBC, dan timnya merinci metode untuk memproduksi nanopartikel ini di dalam inti sel dalam hitungan menit. Proses ini melibatkan penggunaan polietilen glikol sebagai vektor pengiriman emas ionik, memungkinkan pembentukan nanopartikel emas secara efisien dan cepat pada konsentrasi mikromolar.
Temuan yang terutama penting adalah:
[] Biomineralisasi Intraseluler: Para peneliti menunjukkan bahwa sel kanker dapat membentuk nanopartikel emas dalam waktu 30 menit setelah terpapar emas ionik, yang difasilitasi oleh polietilen glikol. Metode ini secara signifikan mengurangi konsentrasi emas ionik yang dibutuhkan dan memperpendek masa inkubasi dibandingkan teknik sebelumnya
[] Karakteristik Nanopartikel: Nanopartikel emas yang diproduksi di dalam sel secara progresif mengakumulasi protein saat mereka bermigrasi ke nukleus, mempertahankan fungsinya dan meningkatkan potensi biomedisnya.
[] Biosintesis In-situ: Tim berhasil menginduksi biosintesis nanopartikel emas dalam xenograft tikus tumor MCF7, diikuti dengan pengobatan fototermal untuk memulihkan tumor. Ini menggambarkan penerapan praktis metode mereka pada organisme hidup.
Implikasi untuk Aplikasi Biomedis. Teknik baru sintesis nanopartikel intraseluler ini membuka kemungkinan baru untuk pengobatan kanker dan pencitraan diagnostik. Kemampuan untuk menghasilkan nanopartikel emas dalam sel kanker dapat menghasilkan terapi yang lebih tepat dan efektif. Partikel nano ini berpotensi digunakan untuk mengantarkan obat langsung ke inti sel kanker, meningkatkan kemanjuran pengobatan sekaligus meminimalkan efek samping.
Kegunaan yang bisa dikembangkan di masa depan. Dr. Pan menyoroti bahwa meskipun emas telah lama dihargai karena aplikasi biomedisnya, tantangannya terletak pada memproduksi nanopartikel ini dengan produktivitas tinggi dan memastikan fungsinya untuk penggunaan klinis. Penelitian di masa depan akan fokus pada penyempurnaan metode produksi ini, peningkatan pengikatan dan pembersihan sel, dan penilaian efek jangka panjang nanopartikel ini terhadap kesehatan manusia.
