Tumor mikromiljø-aktiveret nanostruktur muliggør præcis multimodal terapi

For nylig har et forskerhold ledet af prof. Wu Zhengyan fra Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences, i samarbejde Binzhou Medical University, med succes designet en nanostruktur, der forbedrer påvisning og behandling af tumorer.

Deres arbejde, for nylig udgivet i Small , fokuserer på at skabe en meget specifik metode til diagnosticering og behandling af tumorer ved hjælp af en kombination af magnetisk resonansbilleddannelse og enzymaktivitet.

"Visse kemiske reaktioner kaldet den metalion-medierede Fenton-lignende reaktion kan hurtigt øge niveauet af skadelige reaktive oxygenarter og bremse tumorvæksten," sagde prof. Wu, "og enzymer lavet af kobber, som har høj katalytisk aktivitet og reagerer godt på tumormiljøet, er ikke særlig stabile."

Derfor muliggør udvikling af et tumormikromiljø-responsivt kerne-skal nano-teranostisk middel tidlig tumordiagnose og overvågning af behandlingseffektivitet og beskytter kobberbaserede nanoenzymer mod deaktivering på grund af sterisk hindring.

For at løse dette problem udviklede forskerholdet et specialiseret nanoenzym kaldet CuMnO@Fe₃ O₄ (CMF) med en kerne-skal struktur, der reagerer på tumormikromiljøet. De fastgjorde derefter PDGFB-målretningsligander til overfladen af ​​CMF, hvilket skabte et specifikt nanoenzym for tumorer kendt som PCMF.

Kerne-skal-designet af PCMF forhindrer interferens fra thiolgrupper fundet i store molekyler under cirkulation i blodbanen. Dette fremmer antitumoraktiviteten af ​​PCMF.

PCMF udviser både T1 og T2 dobbelt-kontrast billeddannelsesegenskaber, når det aktiveres af svag syre og glutathion. Dette betyder, at det kan give forbedret billedkontrast til diagnosticering af tumorer.

Derudover nedbrydes PCMF i tumormikromiljøet og frigiver metalioner såvel som ultra-lille jernoxid. Denne proces forbruger glutathion, accelererer Fenton- og Fenton-lignende reaktioner, øger niveauet af intracellulære reaktive oxygenarter og inducerer apoptose og ferroptose i kræftceller.

PCMF besidder også fototermisk konverteringsevne og kan derfor bruges til kombineret fototermisk og nanokatalytisk terapi, hvilket øger anti-canceraktivitet.

Ifølge teamet giver dette arbejde indsigt i opnåelse af meget følsom tumorspecifik terapeutisk diagnose.

Flere oplysninger: Wenteng Xie et al., Tumor mikromiljø-aktiveret nanostruktur for at forbedre MR-kapacitet og nanozymaktivitet til meget tumorspecifikke multimodale terapier, lille (2023). DOI:10.1002/sml.202306446

Journaloplysninger: Lille

Leveret af Chinese Academy of Sciences