Dokument: Nanoparticles for focal therapy in early stages of localized prostate cancer
| Titel: | Nanoparticles for focal therapy in early stages of localized prostate cancer | |||||||
| Weiterer Titel: | Nanopartikel zur fokalen Therapie im Frühstadium von lokalisiertem Prostatakrebs | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=53994 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20200824-110841-9 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr Youhannayee, Maryam [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Getzlaff, Mathias [Gutachter] Dr. med Rabenalt, Robert [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik | |||||||
| Beschreibungen: | Unter dem Begriff Nanopartikel sind magnetische Nanopartikel der interessanteste Kandidat für Diagnose und Krebstherapie. Die Wissenschaftler forschen an der Optimierung der Eigenschaften der Partikel, einschließlich der Größe, Form, Beschichtung und des magnetischen Verhaltens oder der Erwärmungseigenschaften. Der Kernschalentyp der magnetischen Nanopartikel ist ein wichtiger Faktor, der seine Internalisierung über normale und Krebszellen moduliert. In dieser Studie werden Magnetit-Nanopartikel (MNP), die mit N-(2-Aminoethyl)- 3-aminopropyltriethoxysilan (Aminosilan - APTES) bedeckt sind, verwendet. Diese werden durch Kopräzipitationsmethode einer wässrigen Lösung von Eisen(III)-chlorid- und Eisen(II)- sulfat-Eisensalzen mit Ammoniumhydroxid als Basis synthetisiert. Durch APTES werden die Nanopartikel funktionalisiert, um die Lebensfähigkeit der und die Affinität zu den Krebszellen
zu erhöhen. Die strukturellen und morphologischen Eigenschaften dieser Partikel werden durch Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Röntgenbeugung (XRD) und Fouriertransformierte Infrarotspektroskopie (FTIR) charakterisiert. Es wird ein Diphenyltetrazoliumbromid (MTT-Test) durchgeführt, um die Lebensfähigkeit der Zellen nach Behandlung mit MNP und APTES-MNP zu überprüfen. Zur Untersuchung der zellulären Aufnahme in vitro werden zwei Prostatazelllinien untersucht: PC3 als krebsartige Zelllinie und BPH1 als gutartige Epithelzelllinie (normale Zellen). Beide Zelllinien werden für 24 h mit unterschiedlichen Konzentrationen von MNP und APTES-MNP (100 und 500 _g/ml und eine unbehandelte Probe als Kontrolle) inkubiert. Anschließend werden TEM und Durchflusszytometrie- Analysen (FC) durchgeführt, um die zelluläre Aufnahme von MNP und APTES-MNP zu überwachen. Die FC-Daten weisen eine Zunahme der Granularität nach der Behandlung mit hoher Konzentration der Partikel auf. Die Resultate zeigen, dass die PC3-Krebszellen mehr APTES-MNP im Vergleich zu den gutartigen BPH1-Zellen aufnehmen. Im Gegensatz dazu korreliert die Aufnahme von MNP durch die BPH1-Zellen mit den Kontrollzellen effizienter als die von PC3-Zellen. Die Ergebnisse der FC- und TEM-Analysen veranschaulichen eine zunehmende Affinität der Nanopartikel zur Krebszellen (PC3) im Vergleich der BPH1-Zellen. Ziel des Projekts ist die Betrachtung der Affinität zwischen MNP und APTES-MNP auf PC3- Tumorzellen und gutartigen BPH1-Zellen. Dieser Ansatz könnte dazu beitragen, die Effizienz der Hyperthermie bei Prostatakrebs durch die Internalisierung von Partikeln in die Zellen oder die Assoziation an die Membran zu optimieren. Magnetotaktische Bakterien sind aufgrund ihrer magnetischen und hochgradig gleichförmigen Eigenschaften auch ein perfekter Kandidat für die Hyperthermie. Hier haben wir versucht, die Kultivierung, Extraktion und Charakterisierung von zwei Arten von magnetotaktischen Bakterien zu optimieren. Die Größenverteilung der Nanopartikel beträgt bei beiden Bakterien etwa 20 bis 70 nm mit einer durchschnittlichen Größe von 43 nm für Magnetospirillum magnetitactic und 40,6 nm für Magnetospirillum gryphiswaldense.Among nanoparticles, magnetic nanoparticles are the most appealing candidate for diagnosis and cancer therapy. The researchers are tempting to improve the particles properties, including the size, shape, coating, and magnetic behavior or heating characteristics. Core shell type of magnetic nanoparticle is an important property that modulates their internalization via normal and cancer cells. In this study, magnetite nanoparticles (MNP) covered by N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane (aminosilane - APTES) were synthesized by co-precipitation of aqueous solution of ferric chloride and ferrous sulfate iron salts with ammonium hydroxide as a base and functionalized by APTES to increase the viability and affinity of the particles to the cancer cells. The structural and morphological properties of these particles were characterized by transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR). 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT assay) was carried out to check the viability of the cells treatment with MNP and APTES-MNP. To study the cellular uptake in vitro, two prostate cell lines were investigated: PC3 as a cancerous cell line and BPH1 as a benign epithelial cell line (normal cells). Both cell lines were incubated for 24 h with different concentrations of MNP and APTES-MNP (100 and 500 g/ml and one untreated sample as control). TEM and flow cytometry (FC) analyses were subsequently carried out to monitor the cellular uptake of MNP and APTES-MNP. FC data revealed an increase in cell granularity following the treatment with high concentration of the particles. Data showed that PC3 cancer cells take up more APTES-MNP with respect to control cells than BPH1 benign cells and in contrast BPH1 cell uptake MNP correlated to control cells more efficient than PC3 cells. The results from FC and TEM analyses demonstrate increasing affinity of particles to cancer cell line (PC3). In this project we investigated the effect of surface functionalization of NP to affinity of the MNP and APTES-MNP on PC3 cells as a malignancy prostate cell and BPH1 benign cells as normal cells. This approach may help to optimize the efficiency of hyperthermia for prostate cancer through internalization of particles to the cells or attaching to the membrane. Magnetotactic bacteria is also a perfect candidate for hyperthermia because of their magnetic and highly uniform, nanoscale crystal properties. Here we tried to optimize the cultivation, extraction and characterization of two types of magnetotactic bacteria. The size distribution of nanoparticles is about 20 to 70 nm for both bacteria with the average size of 43 nm for magnetospirillum magnetitactic and 40.6 nm for magnetospirillum gryphiswaldense. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Physik » Angewandte Physik | |||||||
| Dokument erstellt am: | 24.08.2020 | |||||||
| Dateien geändert am: | 24.08.2020 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 14.05.2020 | |||||||
| Datum der Promotion: | 11.08.2020 |
