Наноструктура, активируемая в микроокружении опухоли, обеспечивает точную мультимодальную терапию
Исследовательская группа под руководством профессора У Чжэнъяня из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук в сотрудничестве с Биньчжоуским медицинским университетом успешно разработала наноструктуру, улучшающую обнаружение и лечение опухолей.
Их работа, недавно опубликованная в журнале Small, посвящена созданию высокоспецифичного метода диагностики и лечения опухолей с использованием комбинации магнитно-резонансной томографии и ферментативной активности.
«Определенные химические реакции, называемые реакциями Фентона, опосредованными ионами металлов, могут быстро повышать уровень вредных активных форм кислорода и замедлять рост опухоли», — пояснил профессор У. — «А ферменты на основе меди, обладающие высокой каталитической активностью и чувствительностью к микроокружению опухоли, не очень стабильны».
Таким образом, создание наноагента для тераностики с ядром и оболочкой, чувствительного к микроокружению опухоли, позволяет проводить раннюю диагностику опухоли, мониторинг эффективности лечения и защищать наноферменты на основе меди от деактивации из-за стерических препятствий.
Для решения этой проблемы исследовательская группа разработала специализированный нанофермент CuMnO@Fe3O4 (CMF) с ядром и оболочкой, реагирующий на микроокружение опухоли. Затем они присоединили таргетные лиганды PDGFB к поверхности CMF, создав специфический для опухолей нанофермент, известный как PCMF.
Конструкция PCMF с ядром и оболочкой предотвращает интерференцию тиольных групп, присутствующих в крупных молекулах, во время циркуляции в кровотоке. Это способствует противоопухолевой активности PCMF.
PCMF проявляет возможности как T1-, так и T2-контрастной визуализации при активации слабой кислотой и глутатионом. Это означает, что он может обеспечить улучшенный контраст изображения для диагностики опухолей.
Кроме того, PCMF разрушается в микроокружении опухоли, высвобождая ионы металлов, а также ультрамалые частицы оксида железа. Этот процесс потребляет глутатион, ускоряет реакции Фентона и подобные им, повышает уровень внутриклеточных активных форм кислорода и индуцирует апоптоз и ферроптоз в раковых клетках.
PCMF также обладает способностью к фотопреобразованию и, следовательно, может использоваться для комбинированной фотопреобразующей и нанокаталитической терапии, усиливая противораковую активность.
По мнению команды, эта работа дает представление о достижении высокочувствительной тераностики, специфичной для опухоли.