Aptamer-Mediated and Multifaceted Approach to Detect and Combat Lung Cancer

【摘要】Thedesireformoietiesthataremultifunctionalisbecominggreaterandmoreofanecessityasnanotechnologybecomessynonymouswithmedicine.Cancerdetectionandtherapyremainsaglobalconcern.Manyexperimentshavebeenpromisingbuthaveonlyhadmodestresultsinclinicaltrials.Therefore,researcherscontinuetolookattheforefrontofsciencetodivulgesuitableplatformstoalleviatethenegativeconsequencesfromcancer.Discussedinthisthesisisamultifunctionalplatformthatprovidesgenetherapy,drugdelivery,andmoleculardetection.Bycombiningthepromisesofnanotechnology,aptamers,andDNAantisense,wepresentamoietythatcanbetterfightanddeciphercancer.AptamersaresinglestrandsofDNAthatcanbemadetargetspecifictocertaincellmembranes.Theirabilitytodetectmoleculardifferencesmakesthemattractivefordeliveringnanocargotospecificcellsandasamoleculardetectionplatform.Inthisthesis,theuseofaptamerstoguideantisensetherapy,thecancerdrugDoxorubicin,andnanoparticleshasbeenanalyzed.Furthermore,thethirdexperimentstudiedtheefficacyofcreatingauniversalaptamerplatformfordetectionthroughtheuseofhydrophobicdyes.Unfortunately,theprojectfortheuniversalaptameronlyprovidedhumbleresultsatbest.Theothertwoprojectsshowedpositiveresults.Thereisnodenyingthepotentialofantisensetherapyforfightingdiseases.Recently,epigeneticshasreceivedmuchattention.However,efficientdeliveryofgenetictherapyremainselusive.Thisprojectinvestigatesonerouteofdeliveringantisensetherapywhilealsoofferingatargetedapproachfordelivery.Structurally,asphericalgeometryhasbeenshowntoprovideforaneffectivedeliveryofantisense.Thisprojectutilizessuchageometrywhilegoingabitfurtherwithdrugdeliverywithaptamer-mediatedtargeting.Inadditiontogenetictherapyanddrugdelivery,diagnosticsandearlydetectionofcanceriscriticalforsuccessfulcombatofcancer.MRIisstillconsideredthegoldstandardfordetectingbreastandlungcancer.Yet,withcurrentcontrastagents,cancercannotbedetecteduntilasignificantamountofcellgrowthhasalreadyoccurred.Withnovelnanomaterial,improvedrelaxivitiesareobtained,allowingformoresensitivedetection.InadditiontoMRI,modernnanoparticlesallowforalternativesformsofdetection.Forinstance,thesecondprojectutilizestheupconversionnanoparticleNaGdF4:Yb3+,Er3+,aparticlethatemulatesupconversionpropertiesasmagneticpropertiesthatmaybemonitoredsimultaneously.Upconversionnanomaterialmakesforgreatbiomaterialssincetheyabsorbinthelong-wavelengthspectrum(i.e.infraredandnearinfrared(“NIR”))whileemittingintheshort-wavelengthspectrum(i.e.visible).Thisdisplayexhibitsanti-Stokesemission.Mostfluorescentnanomaterialsrequireexcitationintheultravioletspectrum,leadingtodamagedcellsforbioapplications.Upconversionnanoparticleshavebeenshowntoprovideadetectionplatformthatdoesnothardbiologicalentitieswithphotobleaching.Bycombiningmodernnanoparticles,genetictherapy,cancerdrugs,andaptamerdeliverywithinonemoiety,asystemthatcanbetterdetectandattackcancerhasbeenproposedforthedetectionandtreatmentofA549lungcancercells.Themodelproposedcanbealteredwithcomponentssubstitutedordeletedinordertoprovideatailoredsystemforthetargetedcellline.
【作者】MICHAELJOHNDONOVAN；
【导师】WEIHONGTAN；
【作者基本信息】湖南大学，BIOMEDICALENGINEERING，2013，硕士
【关键词】Aptamers；genetictherapy；upconversion；drugdelivery；MRI；

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