Metalfri grafen kvanteprikker viser løfte om højeffektiv tumorterapi

En forskergruppe ledet af prof. Wang Hui fra Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) under det kinesiske videnskabsakademi har introduceret et metalfrit nanozym baseret på grafenkvanteprikker (GQD'er) til højeffektiv tumorkemodynamisk terapi (CDT). Undersøgelsen er publiceret i Matter.

GQD'er repræsenterer et lovende og omkostningseffektivt middel til at løse toksicitetsproblemerne forbundet med metalbaserede nanozymer i tumor-CDT. Den begrænsede katalytiske aktivitet af GQD'er har imidlertid givet betydelige udfordringer for deres kliniske anvendelse, især under udfordrende katalytiske forhold.

"De opnåede GQD'er, som er lavet af røde blodlegememembraner, er yderst effektive til behandling af tumorer med få bivirkninger," sagde Liu Hongji, et medlem af forskerholdet. "En af fordelene er, at de er metalfri. Derudover fungerer de som fremragende peroxidase-lignende biokatalysatorer."

For at forbedre den katalytiske ydeevne af det GQD-baserede nanokatalytiske adjuvans designede forskerne rationelt GQD'er ved hjælp af en diatomisk dopingstrategi. Den synergistiske elektroneffekt ved at introducere nitrogen og fosfor i GQD'er kan generere stærkt lokaliserede tilstande nær Fermi-niveauet og dermed muliggøre effektiv enzymatisk aktivitet sammenlignet med enkelt heteroatom-doping.

De opnåede GQD'er, afledt af erytrocytmembraner, har vist sig at have en imponerende peroxidase-efterlignende aktivitet. Som et resultat er GQD'erne yderst effektive til at inducere apoptose og ferroptose af cancerceller in vitro. De er også selektivt målrettet mod tumorer, med en tumorhæmningsrate så høj som 77,71 % for intravenøs injektion og 93,22 % for intratumoral injektion, uden bivirkninger uden for målet.

Dette lægemiddelfrie, målspecifikke og biologisk benigne nanozym har et stort potentiale som en potent biokatalysator til brug i sikker kræftbehandling.

Flere oplysninger: Grafen kvanteprikker som metalfri nanozymer til kemodynamisk behandling af cancer, Matter (2024). DOI:10.1016/j.matt.2023.12.005. www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(23)00619-7

Journaloplysninger: Sagen

Leveret af Chinese Academy of Sciences