DOI: https://doi.org/10.3389/fnano.2025.1648900
تاريخ النشر: 2026-01-15
المؤلف: Ranil Vikraman Kumarasamy وآخرون
الموضوع الرئيسي: الجسيمات النانوية: التركيب والتطبيقات
نظرة عامة
إن الزيادة في انتشار سرطانات الفم، إلى جانب قيود العلاجات التقليدية مثل السمية ومقاومة الأدوية، قد دفعت إلى التحقيق في استراتيجيات علاجية مبتكرة. لقد حظيت جزيئات الفضة النانوية (AgNPs) باهتمام كبير كعوامل مضادة للسرطان بسبب خصائصها الفيزيائية والكيميائية الفريدة التي تدعم التأثيرات المضادة للميكروبات، والمضادة للالتهابات، والمثبطة للأورام. تسلط هذه المراجعة الضوء على مزايا التخليق الأخضر لجزيئات AgNPs بواسطة النباتات، والذي يستخدم المركبات الطبيعية من مستخلصات النباتات، مما يوفر بديلاً مستدامًا لطرق التخليق التقليدية. يناقش المقال التقدم الأخير في الإنتاج الصديق للبيئة لجزيئات AgNPs وتأثيراتها السامة على نماذج خلايا سرطان الفم، موضحًا آليات مثل تحفيز الإجهاد التأكسدي، وتفعيل موت الخلايا المبرمج، وتثبيط الإشارات التكاثرية.
في الختام، تمثل جزيئات AgNPs البيوجينية التي تم تخليقها من خلال طرق خضراء طريقًا واعدًا لتعزيز علاجات سرطان الفم. توفر خصائصها الفيزيائية والكيميائية المواتية وإنتاجها الصديق للبيئة فوائد كبيرة مقارنة بالعلاجات التقليدية. تؤكد المراجعة على التقدم في فهم التخليق، والتوصيف، وآليات العلاج لجزيئات AgNPs، بما في ذلك قدرتها على تحفيز موت الخلايا المبرمج، وتوليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، وإظهار خصائص مضادة للالتهابات. على الرغم من سميتها القوية ضد خلايا سرطان الفم وسميتها المنخفضة تجاه الخلايا الطبيعية، يجب معالجة التحديات المتعلقة بالتحجيم، والتصنيع، والامتثال التنظيمي للتطبيق السريري. يجب أن تعطي الأبحاث المستقبلية الأولوية لتحسين التركيبات، والدراسات الآلية المتعمقة، والتجارب السريرية لاستغلال الإمكانات الكاملة لجزيئات AgNPs في علاج سرطان الفم، مع السعي في النهاية لتحسين نتائج المرضى من خلال استراتيجيات مبتكرة مستوحاة من الطبيعة.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على التحدي الكبير الذي تمثله السرطانات الفموية للصحة العامة، والتي تعد من بين الأورام الأكثر انتشارًا على مستوى العالم. تؤثر هذه المرض على مواقع تشريحية مختلفة في تجويف الفم، ويقودها بشكل أساسي عوامل الخطر المعروفة مثل استخدام التبغ، واستهلاك الكحول المزمن، والعدوى المستمرة بفيروس الورم الحليمي البشري (HPV)، والتعرض المطول للأشعة فوق البنفسجية (UV). تعتبر الطبيعة غير العرضية في كثير من الأحيان للمرض في مراحله المبكرة عقبة رئيسية أمام تحسين نتائج المرضى، مما يؤدي إلى تأخيرات في التشخيص وتوقعات أسوأ. تقتصر الأساليب العلاجية التقليدية، بما في ذلك الجراحة، والإشعاع، والعلاج الكيميائي، على الآثار الجانبية الشديدة، والسمية الجهازية، والتحديات مثل مقاومة الأدوية وانتكاسة المرض.
استجابةً لهذه القيود، تناقش الورقة إمكانيات تكنولوجيا النانو، وخاصة جزيئات الفضة النانوية (AgNPs)، كنهج تحويلي في علاج سرطان الفم. تظهر جزيئات AgNPs خصائص فيزيائية وكيميائية فريدة تعزز تفاعلها مع خلايا السرطان مع تقليل التأثيرات على الأنسجة السليمة. تتيح تعدد وظائفها استهداف الخلايا الخبيثة مباشرة وتخفيف المضاعفات المرتبطة بالعدوى، والتي تكون شائعة في البيئة الفموية. تؤكد المقدمة على مزايا جزيئات AgNPs البيوجينية التي تم تخليقها من خلال مستخلصات نباتية صديقة للبيئة، والتي لا تعزز فقط التوافق الحيوي وتقلل من السمية الخلوية، ولكنها تتماشى أيضًا مع الممارسات المستدامة. تهدف هذه المراجعة إلى استكشاف التقدم الأخير في جزيئات AgNPs البيوجينية لعلاج سرطان الفم، مع التركيز على تخليقها، وتوصيفها، وآلياتها العلاجية، والفوائد المقارنة على العلاجات التقليدية.
طرق
تناقش هذه القسم مزايا التخليق الأخضر لجزيئات الفضة النانوية (AgNPs) مقارنة بطرق التخليق التقليدية. تتطلب التقنيات التقليدية، مثل الاختزال الكيميائي والطرق الفيزيائية مثل إزالة الليزر، غالبًا مدخلات طاقة عالية ومواد كيميائية خطرة، مما يثير مخاوف بيئية وسلامة (Subhalakshmi et al., 2024; Sivalingam and Pandian, 2024). بالمقابل، يستخدم التخليق الأخضر الذي يتم بوساطة النباتات المواد الكيميائية النباتية، مما يجعله نهجًا أكثر استدامة بيئيًا وقابلية للتطبيق اقتصاديًا. لا يقلل هذا الأسلوب من استخدام المواد السامة فحسب، بل يعزز أيضًا التوافق الحيوي بسبب عوامل التغطية الطبيعية التي تقلل من السمية الخلوية (Baskaran et al., 2024).
على الرغم من فوائد التخليق الأخضر، لا تزال الطرق التقليدية توفر تحكمًا أدق في شكل الجسيمات النانوية، مما يحفز الأبحاث المستمرة لتحسين قابلية إعادة الإنتاج والتنبؤ الهيكلي لبروتوكولات التخليق الأخضر (Pushpanathan et al., 2025). تتيح القدرة على التحكم في عوامل مثل درجة حموضة التفاعل، ودرجة الحرارة، ونسب المواد السابقة هندسة جزيئات AgNPs بخصائص فيزيائية وكيميائية قابلة للتخصيص، وهو أمر ذو صلة خاصة بالتطبيقات في علم الأورام، بما في ذلك توصيل الأدوية المستهدف والعلاج الضوئي الحراري (Arumugam et al., 2024; Sudhashini et al., 2025). لا يدعم هذا النهج المستدام المبادرات الصديقة للبيئة فحسب، بل يسهل أيضًا ترجمة ابتكارات الطب النانوي إلى تطبيقات سريرية، مما يمهد الطريق لعلاجات السرطان من الجيل التالي (Anandapillai et al., 2024).
مناقشة
تؤكد قسم المناقشة في ورقة البحث على الاختيار الاستراتيجي للنباتات الطبية لتخليق جزيئات الفضة النانوية (AgNPs) البيوجينية، مع تسليط الضوء على الأنواع الغنية بالمواد الكيميائية النباتية مثل *Azadirachta indica* (نيم)، و*Camellia sinensis* (الشاي الأخضر)، و*Ocimum sanctum* (تولسي). تفضل هذه النباتات بسبب محتواها العالي من مضادات الأكسدة، مما يسهل ليس فقط اختزال أيونات الفضة ولكن أيضًا يمنح الجسيمات النانوية خصائص علاجية. يعتبر التوافق الحيوي لهذه المستخلصات أمرًا حيويًا، مما يضمن الحد الأدنى من السمية الخلوية ويعزز ملاءمة الجسيمات النانوية للتطبيقات مثل العلاج المستهدف للسرطان.
علاوة على ذلك، يحدد القسم أهمية تحسين ظروف التخليق، بما في ذلك المعلمات مثل تركيز المواد السابقة، ونسب المستخلصات، ودرجة الحموضة، ودرجة الحرارة، ومدة التفاعل. من الضروري الحفاظ على تركيزات نترات الفضة بين 0.5 إلى 5 مللي مول ونسبة مستخلص إلى ملح المعدن من 1:5 إلى 1:20 لتحقيق شكل متسق لجزيئات AgNPs. يجب الحفاظ على درجة الحموضة بين 7 و 11 لتعزيز حركية الاختزال، بينما يوصى بدرجات حرارة بين 40 درجة مئوية و 80 درجة مئوية لتسريع معدلات التفاعل. يؤثر التفاعل بين هذه المعلمات الكمية بشكل كبير على الحجم، والشكل، واستقرار الجسيمات النانوية التي تم تخليقها، مما يبرز ضرورة التحكم الدقيق في بروتوكولات التخليق الأخضر لضمان قابلية إعادة الإنتاج والتنبؤ بخصائص الجسيمات النانوية.
القيود
تسلط قسم القيود الضوء على عدة تحديات يجب معالجتها من أجل الترجمة السريرية لجزيئات الفضة النانوية البيوجينية (AgNPs). يمكن أن تؤثر التغيرات في خصائص الجسيمات النانوية بسبب طرق التخليق الأخضر على قابلية إعادة الإنتاج والدوائية، مما يستلزم رقابة صارمة على الجودة أثناء الإنتاج (Teh et al., 2024). بالإضافة إلى ذلك، لا تمثل النماذج الحيوانية الحالية، وخاصة الزرع المناعي، بشكل كافٍ تفاعلات المناعة والورم البشرية، مما يعقد التحقق من التأثيرات التآزرية والتعديل المناعي (Saker et al., 2024). تشمل الاعتبارات الرئيسية إنشاء أنظمة جرعات دقيقة، وضمان استقرار الجسيمات النانوية في الظروف الفسيولوجية، والتحقيق في السميات المحتملة على المدى الطويل، بما في ذلك السمية الجينية والتأثيرات البيئية (Kah et al., 2023). يجب أيضًا أن تعمل التجارب السريرية على توحيد بروتوكولات الإدارة واختيار المرضى بناءً على العلامات الحيوية لتحسين السلامة والفعالية (Ahmed et al., 2022; Dias et al., 2025).
تعتبر تقييم التوافق الحيوي أمرًا حيويًا لتحديد سلامة جزيئات AgNPs في التطبيقات الطبية. يتضمن ذلك تقييم حيوية الخلايا من خلال اختبارات مختلفة، مثل MTT وAlamar Blue، لتحديد السمية المعتمدة على الجرعة وتحديد إرشادات الجرعات الآمنة (Abitha et al., 2019). تظهر الدراسات الحديثة، بما في ذلك واحدة من Pourhaji et al. (2023)، الإمكانات المضادة للسرطان لجزيئات AgNPs التي تم تخليقها بطريقة صديقة للبيئة، مما يبرز وعدها العلاجي بينما تتماشى مع الممارسات المستدامة في علم الأورام. علاوة على ذلك، تعتبر دراسات التوافق مع الدم والتوافق المناعي ضرورية لضمان عدم تحفيز جزيئات AgNPs لتفاعلات سلبية في مكونات الدم أو خلايا المناعة، مما يؤكد سلامتها للاستخدام العلاجي (Adhikari et al., 2019; Chithralekha and Rajeshkumar, 2019). يعد التقييم الشامل لهذه العوامل أمرًا حيويًا للانتقال الناجح لجزيئات AgNPs من البحث قبل السريري إلى التطبيق السريري.
DOI: https://doi.org/10.3389/fnano.2025.1648900
Publication Date: 2026-01-15
Author(s): Ranil Vikraman Kumarasamy et al.
Primary Topic: Nanoparticles: synthesis and applications
Overview
The increasing prevalence of oral cancers, alongside the limitations of traditional therapies such as toxicity and drug resistance, has prompted the investigation of innovative treatment strategies. Silver nanoparticles (AgNPs) have gained attention as potential anticancer agents due to their unique physicochemical properties that support antimicrobial, anti-inflammatory, and tumor-suppressive effects. This review highlights the advantages of plant-mediated green synthesis of AgNPs, which utilizes natural compounds from botanical extracts, offering a sustainable alternative to conventional synthesis methods. The article discusses recent advancements in the eco-friendly production of AgNPs and their cytotoxic effects on oral cancer cell models, detailing mechanisms such as oxidative stress induction, apoptosis activation, and inhibition of proliferative signaling.
In conclusion, biogenic AgNPs synthesized through green methods present a promising avenue for enhancing oral cancer therapies. Their favorable physicochemical characteristics and eco-friendly production provide significant benefits compared to traditional treatments. The review emphasizes the progress in understanding the synthesis, characterization, and therapeutic mechanisms of AgNPs, including their ability to induce apoptosis, generate reactive oxygen species (ROS), and exhibit anti-inflammatory properties. Despite their potent cytotoxicity against oral cancer cells and minimal toxicity to normal cells, challenges related to scalability, manufacturing, and regulatory compliance must be addressed for clinical application. Future research should prioritize improved formulations, in-depth mechanistic studies, and clinical trials to fully harness the potential of AgNPs in oral cancer treatment, ultimately aiming to enhance patient outcomes through innovative, nature-inspired strategies.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significant public health challenge posed by oral carcinoma, which is among the most prevalent malignancies worldwide. The disease affects various anatomical sites in the oral cavity and is primarily driven by established risk factors such as tobacco use, chronic alcohol consumption, persistent human papillomavirus (HPV) infection, and prolonged ultraviolet (UV) exposure. A major obstacle to improving patient outcomes is the often asymptomatic nature of early-stage disease, leading to delayed diagnoses and poorer prognoses. Traditional therapeutic approaches, including surgery, radiation, and chemotherapy, are limited by severe side effects, systemic toxicity, and challenges such as chemoresistance and disease relapse.
In response to these limitations, the paper discusses the potential of nanotechnology, particularly silver nanoparticles (AgNPs), as a transformative approach in oral cancer therapy. AgNPs exhibit unique physicochemical properties that enhance their interaction with cancer cells while minimizing effects on healthy tissues. Their multifunctionality allows for direct targeting of malignant cells and mitigation of infection-related complications, which are common in the oral environment. The introduction emphasizes the advantages of biogenic AgNPs synthesized through eco-friendly plant extracts, which not only enhance biocompatibility and reduce cytotoxicity but also align with sustainable practices. This review aims to explore recent advancements in biogenic AgNPs for oral cancer treatment, focusing on their synthesis, characterization, therapeutic mechanisms, and the comparative benefits over conventional therapies.
Methods
The section discusses the advantages of green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) compared to traditional synthesis methods. Conventional techniques, such as chemical reduction and physical methods like laser ablation, often require high energy inputs and hazardous chemicals, which pose environmental and safety concerns (Subhalakshmi et al., 2024; Sivalingam and Pandian, 2024). In contrast, plant-mediated green synthesis utilizes phytochemicals, making it a more ecologically sustainable and economically viable approach. This method not only minimizes the use of toxic reagents but also enhances biocompatibility due to natural capping agents that reduce cytotoxicity (Baskaran et al., 2024).
Despite the benefits of green synthesis, traditional methods still provide finer control over nanoparticle morphology, prompting ongoing research to improve the reproducibility and structural predictability of green synthesis protocols (Pushpanathan et al., 2025). The ability to manipulate factors such as reaction pH, temperature, and precursor ratios allows for the engineering of AgNPs with customizable physicochemical properties, which is particularly relevant for applications in oncology, including targeted drug delivery and photothermal therapy (Arumugam et al., 2024; Sudhashini et al., 2025). This sustainable approach not only supports eco-conscious initiatives but also facilitates the translation of nanomedicine innovations into clinical applications, paving the way for next-generation cancer therapeutics (Anandapillai et al., 2024).
Discussion
The discussion section of the research paper emphasizes the strategic selection of medicinal plants for the biogenic synthesis of silver nanoparticles (AgNPs), highlighting species rich in phytochemicals such as *Azadirachta indica* (neem), *Camellia sinensis* (green tea), and *Ocimum sanctum* (tulsi). These plants are favored for their high antioxidant content, which not only facilitates the reduction of silver ions but also imparts therapeutic properties to the nanoparticles. The biocompatibility of these extracts is crucial, ensuring minimal cytotoxicity and enhancing the nanoparticles’ suitability for applications like targeted cancer therapy.
Furthermore, the section outlines the importance of optimizing synthesis conditions, including parameters such as precursor concentration, extract ratios, pH, temperature, and reaction duration. Maintaining silver nitrate concentrations between 0.5 to 5 mM and an extract-to-metal salt ratio of 1:5 to 1:20 is critical for achieving consistent AgNP morphology. The pH should ideally be maintained between 7 and 11 to enhance reduction kinetics, while temperatures between 40 °C and 80 °C are recommended to accelerate reaction rates. The interplay between these quantitative parameters significantly influences the size, shape, and stability of the synthesized nanoparticles, underscoring the necessity for precise control in green synthesis protocols to ensure reproducibility and predictability in nanoparticle characteristics.
Limitations
The section on limitations highlights several challenges that must be addressed for the clinical translation of biogenic silver nanoparticles (AgNPs). Variability in nanoparticle characteristics due to green synthesis methods can impact reproducibility and pharmacodynamics, necessitating stringent quality control during production (Teh et al., 2024). Additionally, existing animal models, particularly immunocompromised xenografts, do not adequately mimic human immune-tumor interactions, which complicates the validation of synergistic effects and immunomodulation (Saker et al., 2024). Key considerations include establishing precise dosing regimens, ensuring nanoparticle stability in physiological conditions, and investigating potential long-term toxicities, including genotoxicity and environmental impacts (Kah et al., 2023). Clinical trials must also standardize administration protocols and patient selection based on biomarkers to optimize safety and efficacy (Ahmed et al., 2022; Dias et al., 2025).
The assessment of biocompatibility is crucial for determining the safety of AgNPs in medical applications. This involves evaluating cell viability through various assays, such as MTT and Alamar Blue, to identify dose-dependent toxicity and establish safe dosing guidelines (Abitha et al., 2019). Recent studies, including one by Pourhaji et al. (2023), demonstrate the anticancer potential of eco-friendly synthesized AgNPs, emphasizing their therapeutic promise while aligning with sustainable practices in oncology. Furthermore, hemocompatibility and immunological compatibility studies are essential to ensure that AgNPs do not induce adverse reactions in blood components or immune cells, confirming their safety for therapeutic use (Adhikari et al., 2019; Chithralekha and Rajeshkumar, 2019). A comprehensive evaluation of these factors is vital for the successful transition of AgNPs from preclinical research to clinical application.