Biofotonika klasyczna i kwantowa. Cz. 11, Techniki laboratoryjne, terapia fotodynamiczna i sonodynamiczna

• Autorzy: Romaniuk Ryszard

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2024.4.4

Warianty tytułu

EN

Classical and Quantum. Part 11, Laboratory assays, photodynamic and sonodynamic therapy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Biofotonika jest dziedziną na pograniczu biologii i fotoniki. Jest obszarem badawczym i aplikacyjnym obejmującym zjawiska i procesy, substancje, obiekty w skali rozmiarowej od nanometrów do makro, jak wirusy, molekuły, organelle, komórki, bakterie, membrany, tkanki, małe i większe organizmy, w aspekcie ich właściwości fotonicznych. Biofotonika obejmuje oprzyrządowanie laboratoryjne badawcze i standaryzowane kliniczne i ogólnego zastosowania. Aktywnym kierunkiem rozwoju biofotoniki jest jej gałąź kwantowa, gdzie badane są procesy zachodzące w nanoskali. Zainteresowanie tymi nanoprocesami, albo zawierającymi zjawisko fotoniczne, albo badane metodami fotonicznymi, bierze się z faktu że stanowią one często fundament procesów zachodzących i odzwierciedlanych potem w makroskali całego obiektu biologicznego. Cykl artykułów na temat biofotoniki jest skrótem wykładu prowadzonego przez autora na WEiTI Politechniki Warszawskiej dla studentów i doktorantów. Kolejna część cyklu dotyczy teranostyki fotodynamicznej. Poprzednie części dotyczyły obszarów badawczych i korelacji biofotoniki z pokrewnymi dyscyplinami, procesów biofotonicznych, foto-biosubstancji, obiektów, spektroskopii, biofotonicznych technik laboratoryjnych, w tym mikroskopii i spektroskopii ultra-rozdzielczej.

EN

At Biophotonics is a field on the border of biology and photonics. It is a research and application area covering phenomena and processes, substances, objects in the size scale from nanometers to macro, such as viruses, molecules, organelles, cells, bacteria, membranes, tissues, small and larger organisms, in terms of their photonic properties. Biophotonics includes research and standardized clinical and general-purpose laboratory instrumentation. An active direction in the development of biophotonics is its quantum branch, where processes that occur at the nanoscale are studied. The interest in these nanoprocesses, either containing a photonic phenomenon or studied with photonic methods, stems from the fact that they often constitute the foundation of processes that occur and are later reflected in the macroscale of the entire biological object. The series of articles on biophotonics is an abbreviation of a lecture delivered by the author at the Faculty of Electronics and Information Technology of the Warsaw University of Technology for M.Sc. and PhD students. This part of the series deals withphotodynamic theranostics. The previous parts concerned research areas and correlations of biophotonics with related disciplines, biophotonic processes, photo-biosubstances, objects, spectroscopy, biophotonic laboratory assays and techniques.

Słowa kluczowe

PL

biofizyka; biofotonika; biochemia; nanomedycyna; biologia kwantowa; obrazowanie wysokorozdzielcze; fototerapia dynamiczna; fotoimmunoterapia; sonoterapia dynamiczna; inżynieria genetyczna

EN

biophysics; biophotonics; biochemistry; nanomedicine; quantum biology; super resolution imaging and microscopy; dynamic phototherapy; photoimmunotherapy; genetic engineering; photodynamic therapy; sonodynamic therapy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 65, Nr 4
• Strony: 21--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Romaniuk Ryszard

• Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] M. Mackiewicz-Wysocka, 2007, Terapia fotodynamiczna – obecne wskazania oraz efekty leczenia stanów przednow otworowych i wybranych nowotworów skóry, Post Dermatol Alergol 24(3):127-132
• [2] J-O.Yoo et al, 2012, New insights into the mechanisms for pho todynamic therapy-induced cancer cell death, IRCMB, 295, ch.4, doi:10.1016/B978-0-12-394306-4.00010-1
• [3] A.G.Hugo (edit), 2015, Photodynamic Therapy: fundamentals, applications and health outcomes, NOVA, ISBN-10: 1634638573
• [4] D.Costley, et al, 2015, Treating cancer with sonodynamic ther apy: A review, International Journal of Hyperthermia, 31 (2), 107–117, doi:10.3109/02656736.2014.992484
• [5] J.Xu, et al, 2016, Combination of photodynamic therapy with radiotherapy for cancer treatment, Hindawi Journal of Nanoma terials, doi:10.1155/2016/8507924
• [6] K.Sato, et al, 2016, Cancer treatment by near infrared photo immunotherapy targeting intratumoral regulatory T cells, Amer ican Association for VCencer Research, Annual Meeting, 2016, p.1470
• [7] B.Hou, et al., 2017, Construction of near infrared light trig gered nanodrumbbell for cancer treatment photodynamic ther apy. Journal of Colloid and Interface Science, 494, 363-372, doi:10.1016/j.cis.2017.01.053
• [8] M.N’Diaye, et al, 2019, Hybrid lipid polymer nanoparticles for combined chemo- and photodynamic therapy, Molecular Pharmaceutics, 16, 4045-4058, doi:10.1021/acs.molpharma ceut.9b00797
• [9] X.Dai et al, 2019, Engineering nanoparticles for optimized pho todynamic therapy, ACS Biomaterials Science and Engineering, 5, 6342-6354, doi:10.1021/acsbiomaterials.9b01251
• [10] S-W.Ha, et al, 2019, Ultrasound-sensitizing nanoparticle com plex for overcoming the blood-brain barrier: an effective drug delivery system, International Journal of Nanomedicine, 14, 3743–3752, doi:10.2147/ijn.s193258
• [11] J.H.Correia, et al, 2021, Photodynamic therapy review: princi ples, photosensitizers, applications, and future directions, MDPI Pharmaceutics, 13, 1332, doi:10.3390/pharmaceutics13091332
• [12] G.Gunaydin, et al, 2021, Photodynamic therapy for the treatment and diagnosis of cancer – a review of the current clinical status, Frontiers in Chemistry 9, doi:10.3389/fchem.2021.686303
• [13] N.Cao, et al, 2021, Safe and targeted sonodynamic cancer ther apy using biocompatible exosome-based nanosonosensitizers, ACS Applied Materials & Interfaces, 13 (22), 25575–25588, doi:10.1021/acsami.0c22883
• [14] F.Kubota, et al, 2022, Fine-tuning the encapsulation of a pho tosensitizer in nanoparticles reveals the relationship between internal structure and phototheraputic effects, Journ of Biopho tonics, doi:10.1002/jbio.202200119
• [15] S.Liao, et al, 2023, Antitumor effect of photodynamic therapy, sonodynamic therapy, sono-photodynamic therapy of chlorin e6 and other applications, Molecular Pharmaceutics, 20, 875-885, doi:10.1021/acs.molpharmaceut.2c00824
• [16] H.Zhu, et al, 2023, Constructing a self-healing injectable SABA/ Borax/PDA@AgNPs hydrogel for synergistic low-temperature photothermal antibacterial therapy, Journal of Materials Chem istry B. 11 (3), 618–630, doi:10.1039/D2TB02306G

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).