DOI: https://doi.org/10.26599/nbe.2024.9290060
تاريخ النشر: 2024-02-05
المؤلف: Jinlei Jiang وآخرون
الموضوع الرئيسي: توصيل الأدوية المعتمد على الجسيمات النانوية
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على النانو-أونكولوجيا المتكاملة، وهو مجال متعدد التخصصات يتزايد بسرعة يدمج بين البحث الأساسي والبحث السريري التحويلي في تكنولوجيا النانو وعلم الأورام. لقد تقدم هذا الدمج بشكل كبير في تشخيص وعلاج ومراقبة ومنع الأورام، مما يجعله جبهة حاسمة في أبحاث السرطان. تشمل التطورات الرئيسية المميزة التحضير المنضبط للمواد النانوية، والكشف الفائق الحساسية عن علامات الأورام، وأجهزة التصوير النانوية متعددة الوظائف، وأنظمة توصيل الأدوية النانوية المبتكرة.
علاوة على ذلك، تناقش المراجعة مفاهيم واتجاهات مختلفة ضمن النانو-أونكولوجيا المتكاملة، مثل تكنولوجيا النانو للحمض النووي والحمض النووي الريبي، وتكنولوجيا التجميع الذاتي النانوية، وأجهزة الاستشعار النانوية، والروبوتات النانوية الذكية، وآلات العلاج النانوية. يؤكد المؤلفون على أهمية معالجة التحديات العلمية والتقنية لتعزيز تطبيق تكنولوجيا النانو في علم الأورام، مما يسهل التقدم في كل من البحث الأساسي والبحث السريري التحويلي المتعلق بالسرطان.
مقدمة
تستعرض مقدمة الورقة مفهوم الطب التكميلي الشامل (HIM)، الذي يركز على التكامل الشامل للمعرفة النظرية المتقدمة والخبرة العملية عبر مجالات طبية متنوعة، مصممة لفهم شامل لصحة الإنسان والمرض. في السنوات الأخيرة، أدى تقاطع تكنولوجيا النانو وعلم الأورام إلى ظهور النانو-أونكولوجيا المتكاملة، وهو مجال متزايد يستفيد من تكنولوجيا النانو لمعالجة التحديات الحرجة في تشخيص الأورام وعلاجها والوقاية منها. يُعترف بهذا المجال متعدد التخصصات كمنطقة أولوية للتقدم العلمي على مستوى العالم.
تشمل النانو-أونكولوجيا المتكاملة مجموعة واسعة من مجالات البحث، بما في ذلك أنظمة التحذير المبكر من الأورام، وأجهزة الاستشعار النانوية متعددة الوظائف، والتشخيصات التصويرية، والنهج العلاجية المبتكرة مثل توصيل الأدوية النانوية والعلاج المناعي النانوي. تسلط الورقة الضوء على أهمية استخدام الخصائص الفريدة للهياكل النانوية لتعزيز حساسية ونوعية الكشف عن علامات الأورام ولتطوير أجهزة استشعار نانوية متوافقة حيوياً. كما تتناول التحديات الملحة في تصميم وتخليق الأدوية النانوية وتطبيق تكنولوجيا النانو في البيئات السريرية. تهدف الفصل إلى مراجعة التقدم الأخير في النانو-أونكولوجيا المتكاملة، ومناقشة المصطلحات والاتجاهات ذات الصلة، وتحديد التحديات الحالية لتعزيز التطبيق الفعال لتكنولوجيا النانو في أبحاث وممارسات علم الأورام.
مناقشة
في السنوات الخمس الماضية، حققت النانو-أونكولوجيا المتكاملة تقدمًا ملحوظًا في تطوير المواد النانوية وتطبيقاتها في تشخيص الأورام والعلاج. تشمل الابتكارات الرئيسية التحضير المنضبط للجزيئات النانوية، والكشف الفائق الحساسية عن علامات الأورام، وأجهزة التصوير متعددة الوظائف. تم استكشاف أنواع مختلفة من الجزيئات النانوية، مثل الجزيئات المغناطيسية، والذهب، ونقاط الكم، والكربون، والسيليكون، والليبوبروتين، والألبومين، وجزيئات التحويل العلوي، لعلاج الأورام، حيث أظهرت كل منها خصائص فريدة وتطبيقات سريرية محتملة. على الرغم من هذه التقدمات، لا تزال التحديات قائمة بشأن السمية، ومسارات الأيض، وقابلية التحلل للمواد النانوية، مما يستدعي مزيدًا من البحث في سلامتها وفعاليتها.
لقد عزز التقدم الأخير في تقنيات الكشف عن علامات الأورام بشكل كبير القدرات التشخيصية. ظهرت تقنيات مثل الكشف عن تعدد الأشكال النووية الفردية (SNP) باستخدام أجهزة استشعار نانوية للحمض النووي، ورقائق تشتت رامان المعززة السطحية (SERS) لعلامات اللعاب والتنفس، ومنصات ميكروفلويديك لالتقاط خلايا الأورام الدائرة (CTC). أدت هذه الابتكارات إلى تحسين الحساسية والنوعية في الكشف عن علامات الأورام المختلفة، حيث دخلت بعض التقنيات بالفعل في التطبيقات السريرية. على سبيل المثال، يمثل تطوير أجهزة استشعار نانوية بلازمونية ذكية ورقائق ميكروفلويديك لتحليل الخلايا الفردية تكامل تكنولوجيا النانو المتقدمة في تشخيص السرطان، مما يمهد الطريق لاستراتيجيات إدارة السرطان الأكثر دقة وفعالية.
DOI: https://doi.org/10.26599/nbe.2024.9290060
Publication Date: 2024-02-05
Author(s): Jinlei Jiang et al.
Primary Topic: Nanoparticle-Based Drug Delivery
Overview
The section provides an overview of integrated nano-oncology, a burgeoning interdisciplinary field that merges basic research with clinical translational research in nanotechnology and oncology. This integration has significantly advanced the diagnosis, treatment, monitoring, and prevention of tumors, establishing it as a critical frontier in cancer research. Key developments highlighted include the controlled preparation of nanomaterials, ultra-sensitive detection of tumor biomarkers, multifunctional nanoimaging probes, and innovative nano drug delivery systems.
Furthermore, the review discusses various concepts and trends within integrated nano-oncology, such as DNA and RNA nanotechnology, nano self-assembly technology, nanosensors, intelligent nanorobots, and nanotherapeutic machines. The authors emphasize the importance of addressing scientific and technical challenges to enhance the application of nanotechnology in oncology, thereby facilitating progress in both basic and clinical translational research related to cancer.
Introduction
The introduction of the paper outlines the concept of holistic integrative medicine (HIM), which emphasizes the comprehensive integration of advanced theoretical knowledge and practical experience across various medical fields, tailored to the holistic understanding of human health and disease. In recent years, the intersection of nanotechnology and oncology has given rise to integrated nano-oncology, a burgeoning field that leverages nanotechnology to address critical challenges in tumor diagnosis, treatment, and prevention. This interdisciplinary domain is recognized as a priority area for scientific advancement globally.
Integrated nano-oncology encompasses a wide range of research areas, including tumor early warning systems, multifunctional nanoprobes, imaging diagnostics, and innovative therapeutic approaches such as nano-drug delivery and nano-immunotherapy. The paper highlights the significance of utilizing unique properties of nanostructures to enhance the sensitivity and specificity of tumor marker detection and to develop biocompatible nanoprobes. It also addresses the pressing challenges in the design and synthesis of nanodrugs and the application of nanotechnology in clinical settings. The chapter aims to review recent progress in integrated nano-oncology, discuss relevant terminology and trends, and identify existing challenges to foster the effective application of nanotechnology in oncology research and practice.
Discussion
In the past five years, integrated nano-oncology has achieved notable advancements in the development of nanomaterials and their applications in tumor diagnostics and therapeutics. Key innovations include the controlled preparation of nanoparticles, ultrasensitive detection of tumor markers, and multifunctional imaging probes. Various types of nanoparticles, such as magnetic, gold, quantum dot, carbon, silicon, liposomal, albumin, and upconversion nanoparticles, have been explored for tumor treatment, each demonstrating unique properties and potential clinical applications. Despite these advancements, challenges remain regarding the toxicity, metabolic pathways, and biodegradability of nanomaterials, necessitating further research into their safety and efficacy.
Recent progress in tumor marker detection technologies has significantly enhanced diagnostic capabilities. Techniques such as single nucleotide polymorphism (SNP) detection using DNA nanoprobes, surface-enhanced Raman scattering (SERS) chips for saliva and breath markers, and microfluidic platforms for circulating tumor cell (CTC) capture have emerged. These innovations have led to improved sensitivity and specificity in detecting various tumor markers, with some technologies already entering clinical applications. For instance, the development of intelligent plasmonic nanobiosensors and microfluidic chips for single-cell analysis exemplifies the integration of advanced nanotechnology in cancer diagnostics, paving the way for more precise and effective cancer management strategies.