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Publicação
Evaluating the Potential of Gold-coated Nanodiamonds as Radiosensitizers to Enhance the Effectiveness of Radiation Therapy
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 5.97 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Cancer remains one of the leading causes of death worldwide, demanding continuous
advancements in therapeutic strategies. Radiotherapy is a widely used treatment modality,
but its effectiveness is often limited by radioresistant cancer cells and collateral damage
to healthy tissues. To address this issue, radiosensitizers have emerged as a promising
solution to enhance the effectiveness of radiotherapy by locally increasing the radiation-
induced damage to cancer cells, while minimizing harm to the surrounding healthy tissues.
In this context, gold nanoparticles have demonstrated a considerable radiosensitizing
potential, while nanodiamonds have been explored for their fluorescence properties.
Accordingly, recent investigations suggest that by combining these materials into gold-
coated nanodiamonds (NDAus), it may be possible to integrate radiosensitization with
bioimaging, enabling theranostic applications.
In this study, the radiosensitizing potential of NDAus was assessed in lung cancer
cells exposed to 𝛾-rays, X-rays and protons, delivered by a cobalt-60 irradiator, a clinical
photon beam and a Van de Graaff accelerator, respectively. The cell survival response
was evaluated using clonogenic assays, while fluorescence microscopy was employed to
investigate mechanisms of DNA damage and repair, reactive oxygen species production
and lipid droplets formation. Results demonstrated a predominant radiosensitizing effect
at an NDAus concentration of 10 𝜇g/mL under X-ray irradiation, with significant cell
effects observed in the DNA damage and repair dynamics, as well as in the reactive oxygen
species levels.
This work was distinguished with the Young Investigator Award at the 49𝑡 ℎ conference
of the European Radiation Research Society and was presented orally at both this meeting
and the 11𝑡 ℎ Congress of Proteção Contra Radiações dos Países de Língua Portuguesa. Addi-
tionally, the work was further discussed in the PIANOFORTE intensive course “Particle
Irradiation: Molecular, Cellular and Tissue Effects”.
Atualmente, o cancro permanece uma das principais causas de mortalidade mundial, exigindo avanços contínuos no desenvolvimento de tratamentos mais eficazes. A radiote- rapia é um tipo de tratamento amplamente utilizado, mas a sua eficácia é frequentemente limitada pela presença de células cancerígenas radioresistentes e pelos efeitos colaterais que causa em tecidos saudáveis. Para ultrapassar estas limitações têm sido desenvolvidos radiossensibilizadores, compostos capazes de amplificar localmente os efeitos biológicos da radiação, minimizando os efeitos nocivos nos tecidos saudáveis. Neste contexto, as nanopartículas de ouro demonstram um potencial radiossensibilizador considerável, en- quanto os nanodiamantes têm sido explorados pelas suas propriedades óticas. Assim, a combinação destas características em nanodiamantes revestidos de ouro (NDAus) surge como uma estratégia promissora para aplicações teranósticas. Este estudo teve como objetivo avaliar o potencial radiossensibilizador dos NDAus em células de cancro do pulmão quando expostas a raios 𝛾, raios X e protões, produzidos por uma fonte de cobalto-60, um feixe clínico e um acelerador Van de Graaff, respetivamente. A sobrevivência celular foi analisada através de ensaios clonogénicos, enquanto os mecanis- mos de dano e reparação do ADN, produção de espécies reativas de oxigénio e formação de vesículas lipídicas foram analisados por microscopia de fluorescência. Os resultados demonstraram um efeito radiossensibilizador predominante para células incubadas com NDAus a uma concentração de 10 𝜇g/mL e expostas a raios X, com efeitos celulares signi- ficativos ao nível do dano e capacidade de reparação do ADN, bem como na produção de espécies reativas de oxigénio. Este trabalho foi distinguido com o prémio de jovem investigador na 49ª conferência da European Radiation Research Society, contando com uma apresentação oral na mesma e no 11º congresso de Proteção Contra Radiações dos Países de Língua Portuguesa. Para além disso, contou ainda com a participação no curso intensivo “Particle Irradiation: Molecular, Cellular and Tissue Effects” da associação PIANOFORTE.
Atualmente, o cancro permanece uma das principais causas de mortalidade mundial, exigindo avanços contínuos no desenvolvimento de tratamentos mais eficazes. A radiote- rapia é um tipo de tratamento amplamente utilizado, mas a sua eficácia é frequentemente limitada pela presença de células cancerígenas radioresistentes e pelos efeitos colaterais que causa em tecidos saudáveis. Para ultrapassar estas limitações têm sido desenvolvidos radiossensibilizadores, compostos capazes de amplificar localmente os efeitos biológicos da radiação, minimizando os efeitos nocivos nos tecidos saudáveis. Neste contexto, as nanopartículas de ouro demonstram um potencial radiossensibilizador considerável, en- quanto os nanodiamantes têm sido explorados pelas suas propriedades óticas. Assim, a combinação destas características em nanodiamantes revestidos de ouro (NDAus) surge como uma estratégia promissora para aplicações teranósticas. Este estudo teve como objetivo avaliar o potencial radiossensibilizador dos NDAus em células de cancro do pulmão quando expostas a raios 𝛾, raios X e protões, produzidos por uma fonte de cobalto-60, um feixe clínico e um acelerador Van de Graaff, respetivamente. A sobrevivência celular foi analisada através de ensaios clonogénicos, enquanto os mecanis- mos de dano e reparação do ADN, produção de espécies reativas de oxigénio e formação de vesículas lipídicas foram analisados por microscopia de fluorescência. Os resultados demonstraram um efeito radiossensibilizador predominante para células incubadas com NDAus a uma concentração de 10 𝜇g/mL e expostas a raios X, com efeitos celulares signi- ficativos ao nível do dano e capacidade de reparação do ADN, bem como na produção de espécies reativas de oxigénio. Este trabalho foi distinguido com o prémio de jovem investigador na 49ª conferência da European Radiation Research Society, contando com uma apresentação oral na mesma e no 11º congresso de Proteção Contra Radiações dos Países de Língua Portuguesa. Para além disso, contou ainda com a participação no curso intensivo “Particle Irradiation: Molecular, Cellular and Tissue Effects” da associação PIANOFORTE.
Descrição
Palavras-chave
Gold-coated nanodiamonds Nanoparticles Radiosensitizers Radiotherapy