[Nanoparticles in chemotherapy: characteristics, design strategies, mechanism of internalization and intracellular degradation]

Postepy Biochem. 2022 May 27;68(2):196-208. doi: 10.18388/pb.2021_441. Print 2022 Jun 30.
[Article in Polish]

Abstract

Although significant advances have been made in cancer treatment, effective methods of treatment are still limited. Classical chemotherapy is one of the main cancer treatments, but it often causes many side effects that may cause non-specific drug action. This is mainly due to the lack of significant differences between cancer and normal cells as well as drug resistance. To reduce the side effects and increase the specificity and the selectivity of chemotherapeutics to cancer cells, new methods of their delivery to tumors are being sought. One of these methods is the application of nanoparticles (NPs), e.g. Quantum Dots (QDs) as drug delivery platforms. This review describes the most popular NPs in chemotherapy, including quantum dots, gold nanoparticles, dendrimers, micelles, and liposomes. The review describes also a strategy of design and synthesis of NPs, mechanism of cellular uptake, as well as intracellular degradation and toxicity of NPs.

Pomimo znaczącego postępu w leczeniu nowotworów skuteczne metody ich leczenia pozostają ograniczone. Wciąż jedną z głównych metod terapii pozostaje chemioterapia, jednakże często wywołuje ona wiele efektów ubocznych. Związane jest to m. in. z brakiem istotnych różnic pomiędzy komórkami nowotworowymi a prawidłowymi, właściwościami fizykochemicznymi samych chemioterapeutyków, a także zjawiskiem lekooporności. W celu obniżenia działań niepożądanych oraz podniesienia specyficzności chemioterapeutyków względem komórek nowotworowych poszukiwane są nowe metody ich dostarczania do komórek guza. Jedną z nich jest zastosowanie nanocząstek (ang. Nanoparticles, NPs) jako platform transportujących. W niniejszym artykule przedstawiono charakterystykę NPs posiadających zastosowanie w chemioterapii m. in.: kropek kwantowych, nanocząstek złota, dendrymerów, miceli oraz liposomów. Omówiono także strategię w projektowaniu i optymalizacji syntezy nanocząstek oraz oceny różnych mechanizmów ich wnikania do komórek, jak również ich degradację wewnątrzkomórkową oraz toksyczność.

Publication types

  • Review

MeSH terms

  • Biological Transport
  • Gold
  • Humans
  • Metal Nanoparticles*
  • Neoplasms* / drug therapy
  • Quantum Dots*

Substances

  • Gold