Kanser hücrelerini tespit etme, hedefleme ve yok etme yeteneğine sahip nano partiküllerin geliştirilmesi hem fizikçiler hem de biyomedikal araştırmacılar için büyük ilgi çekicidir. Nanotıp ortaya çıkması çeşitli nano tanecikleri gelişmesine yol açtı, bu ligands ve / veya kemoterapötikilaçlar1 hedefleme ile konjuge gibi1 ,2,3. Nano partiküllerin eklenen özellikleri, biyolojik sistemle etkileşimlerini, biyolojik olayları yüksek verimlilik ve doğrulukla algılamalarını ve izlemelerini ve terapötik uygulamaları sağlarlar. Altın ve demir oksit nano partikülleri öncelikle bilgisayarlı tomografi ve manyetik rezonans görüntüleme uygulamalarında sırasıyla kullanılır. Altın ve demir oksit nano tanecikleri enzimatik faaliyetleri kolorimetrik tahliller yoluyla kanser hücrelerinin tespiti ne izin, floresan nano tanecikleri de in vivo görüntüleme uygulamaları için uygundur4. Bunlar arasında, ultraparlak floresan nano tanecikleri özellikle yararlıdır, daha az parçacıklar ve azaltılmış toksisite ile erken kanserleri tespit etme yetenekleri nedeniyle5.
Bu avantajlara rağmen nano partiküller uygun nanomalzemelerin seçimi ve sentez sürecinin optimizasyonu için in vivo hayvan modellerini kullanarak deney gerektirir. Ayrıca, tıpkı ilaçlar gibi, nano tanecikleri etkinliğini ve toksisite belirlemek için preklinik test için hayvan modelleri güveniyor. En yaygın olarak kullanılan preklinik model fare, olan bakım nispeten yüksek bir maliyetle gelen bir memeli. Kanser çalışmaları için, ya genetiği değiştirilmiş fareler veya ksenogreftli fareler genelliklekullanılır 6,7. Bu deneylerin uzunluğu genellikle haftalar cakadar uzanır. Özellikle, kanser metastazı çalışmaları için, kanser hücreleri doğrudan kuyruk damarları ve dalak 8 gibi yerlerde farelerin dolaşım sistemine enjekte edilir8,9,10. Bu modeller sadece tümör hücreleri ekstravaze ve uzak organları kolonize metastaz son aşamalarını temsil eder. Ayrıca, görünürlük sorunları nedeniyle, özellikle farelerde tümör hücrelerinin tümör hücre göçü ve nanopartikül hedefleme izlemek zordur.
Zebra balığı(Danio rerio)yüksek fecundity nedeniyle kanser araştırmaları için güçlü bir omurgalı sistemi haline gelmiştir, düşük maliyetli, hızlı gelişme, optik şeffaflık, ve genetik korumaları11,12. Fare modeli üzerinde zebra balığı bir diğer avantajı balık yumurtaları ex utero döllenme, hangi embriyoların gelişimi boyunca izlenmesini sağlar. Embriyonik gelişim zebra balığında hızlıdır ve 24 saat sonrası döllenme (hpf) içinde omurgalı vücut düzlemi zaten13. 72 hpf ile, yumurta koro yumurtadan, kızartma aşamasına embriyonik geçiş. Zebra balığının şeffaflığı, özellikle Casper suşu14,kanser hücrelerinin göç ve tanıma ve canlı bir hayvan nano tanecikleri tarafından hedefleme görselleştirmek için eşsiz bir fırsat sağlar. Son olarak, zebra balığı doğuştan gelen bağışıklık sistemini geliştirmek 48 hpf, adaptif bağışıklık sistemi geride kalan ve sadece fonksiyonel hale ile 28 gün postfertilizasyon15. Bu zaman farkı, bağışıklık reddi yaşamadan zebra balığı embriyolarına insan kanser hücrelerinin çeşitli nakli için idealdir.
Burada açıklanan şeffaflık ve canlı floresan nano tanecikleri tarafından insan kanser hücrelerinin tanınması ve hedefolduğunu göstermek için zebra balığı hızlı gelişimi yararlanan bir yöntemdir. Bu araştırmada, kırmızı floresan proteini ifade etmek için genetik olarak tasarlanmış insan servikal kanser hücreleri (HeLa hücreleri) 48 hpf embriyonun perivitellin boşluğundaki vaskülar bölgeye enjekte edildi. 20-24 saat sonra, HeLa hücreleri zaten balık dolaşım sistemi yoluyla embriyolar boyunca yayılmıştı. Belirgin metastazı olan embriyolara, zengin kılcal yatağın bulunduğu gözün hemen arkasında ~0.5 nL'lik bir nanopartikül çözeltisi enjekte edildi. Bu tekniği kullanarak, ultraparlak floresan silika nano tanecikleri 20-30 dk enjeksiyon sonrası hızlı bir şekilde HeLa hücrelerini hedefleyebilir. Sadeliği ve etkinliği nedeniyle, zebra balığı belirli kanser hücrelerini hedef yetenekleri için nano tanecikleri çeşitli test etmek için sağlam bir in vivo modeli temsil eder.