Carbon-indkapslet magnetit nanodonut foreslået til synergistisk cancerterapi

Ved hjælp af Steady-State High Magnetic Field Experimental Facility har forskere ledet af prof. Wang Hui fra Hefei Institutes of Physical Science ved det kinesiske videnskabsakademi i samarbejde med forskere fra University of Washington konstrueret en fotoresponsiv kulstofindkapslet magneto nanodonut (CEMNDs) nanoenzym med dobbelt katalytisk aktivitet til fototermisk forbedret kemodynamisk cancersynergistisk terapi.

Resultaterne blev offentliggjort i Advanced Healthcare Materials .

Jernbaseret nanoenzym-medieret kemodynamisk terapi (CDT) har tiltrukket sig stor opmærksomhed i de senere år for katalytisk tumorterapi. Men tumorcellernes begrænsede optagelse af jernbaserede nanoenzymer og den svage frigivelse af jernioner gør kræftbehandling udfordrende.

Det er effektivt at skabe den kvasi-todimensionelle struktur af det jernbaserede nanoenzym for at øge tumorcelleoptagelsen. Den kvasi-todimensionelle struktur af det jernbaserede nanoenzym fører til et øget specifikt overfladeareal, hvilket muliggør hurtigere jernionfrigivelse og forbedret dannelse af hydroxylradikal (·OH) Fenton-reaktion, og derved optimere tumorterapi.

I denne undersøgelse introducerede forskerne lys-responsive CEMND'er, der udviste dobbelte katalytiske aktiviteter for CDT.

"CEMND'er kan akkumulere inden for tumorsteder og trænge ind i tumorceller, hvor de fungerer som peroxidase-enzymer til at omdanne H₂ O₂ ind i ·OH," sagde Meng Xiangfu, førsteforfatter af undersøgelsen, "denne katalytiske proces inducerer målrettet tumorcelledød."

Kulstoflaget på CEMND'er konstrueret ved den solvotermiske metode var i stand til at forbedre stabiliteten og biokompatibiliteten af ​​nanoenzymet.

Den todimensionelle konstruktion af CEMND'er forbedrede optagelseshastigheden af ​​CEMNDS i tumorceller, accelererede frigivelsen af ​​jernioner og Fenton-reaktionen i tumormikromiljøet og realiserede CDT's terapeutiske evne. CEMNDs glutathionoxidaseaktivitet fremmede oxidationen af ​​glutathion, beskyttede ·OH dannet af Fenton-reaktionen og forbedrede den terapeutiske effekt af CDT.

Derudover var den optiske absorption af CEMND'er i den anden nær-infrarøde vinduesregion (NIR-II) i stand til effektivt at omdanne lysenergi til varmeenergi, hvilket yderligere realiserede fototermisk forbedret cancerkemodynamisk terapi.

Resultaterne af denne undersøgelse lover at fremme kræftbehandlingsmodaliteter, ifølge forskerne.

Flere oplysninger: Xiangfu Meng et al., Carbon-Encapsulated Magnetite Nanodoughnut som et NIR-II-responsivt nanozyme til synergistisk kemodynamisk-fototermisk terapi, Avancerede sundhedsmaterialer (2023). DOI:10.1002/adhm.202301926

Journaloplysninger: Avanceret sundhedsplejemateriale

Leveret af Chinese Academy of Sciences