Нанофермент, активируемый ближним инфракрасным излучением, для синергетической каскадной терапии опухолей

Международная исследовательская группа под руководством профессоров Ван Хуэя, Чжан Синя и Цянь Цзюньчао из Хэфэйского института физических наук (HFIPS) Китайской академии наук (CAS) предложила новый тип нанофермента на основе нанокристаллов оксида железа, внедренных в N-легированные углеродные нанолисты (IONCNs), который перспективен для синергетической каскадной терапии опухолей.

Суть метода

Хемодинамическая терапия — это эффективный метод лечения рака, основанный на разительном отличии микроокружения опухоли от нормальных тканей. Запуская реакцию Фентона или подобную ей, она генерирует высокотоксичный гидроксильный радикал (**·**OH) для уничтожения опухолевых клеток.

Однако сверхэкспрессия глутатиона в микроокружении опухоли ограничивает терапевтическую эффективность, нейтрализуя **·**OH. Кроме того, нормальные или воспалительные клетки могут быть легко поражены из-за схожих с опухолью характеристик их микроокружения. Поэтому необходимо разрабатывать экзогенно активируемые наноферменты для реализации специфической для опухоли каталитической терапии.

Разработка и свойства нанофермента

В данном исследовании ученые использовали одностадийный гидротермальный метод для синтеза IONCNs.

Полученные IONCNs способны поглощать и преобразовывать свет с длиной волны 980 нм в локальное тепло, которое:

1. Убивает раковые клетки за счет фототермической терапии.
2. Индуцирует растворение оксида железа с образованием ионов Fe²⁺/Fe³⁺ в слабокислом растворе.

Образовавшиеся ионы Fe²⁺ катализируют разложение перекиси водорода с генерацией гидроксильных радикалов для хемодинамической терапии. Ионы Fe³⁺ действуют как глутатионпероксидаза, усиливая окислительный стресс в раковых клетках и терапевтический эффект хемодинамической терапии.

Дополнительная функция

Кроме того, IONCNs могут использоваться в качестве контрастного агента для магнитно-резонансной томографии (МРТ), позволяя визуально контролировать процесс лечения рака.

Исследование опубликовано в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.