Каталитическая иммунотерапия рака: наночастицы действуют как искусственные ферменты

Теоретически иммунная система может обнаруживать и уничтожать раковые клетки, но опухоли хорошо защищены от таких атак. Несмотря на современные методы лечения, метастазы и рецидивы остаются серьёзной проблемой. Повысить противоопухолевый иммунитет теперь могут помочь наночастицы теллурида меди, которые имитируют ферменты, особенно при облучении NIR-II светом. Это вызывает окислительный стресс в опухолевых клетках, подавляет их иммуносупрессивный статус и запускает воспалительные процессы, как сообщают китайские учёные в журнале Angewandte Chemie.

Так называемые наноферменты — перспективные кандидаты для каталитической иммунотерапии. Эти наночастицы имеют структуру, полностью отличную от биологических ферментов, но имитируют их каталитическую активность. Их проще получить, чем природные ферменты, они дешевле и стабильнее.

Исследователи под руководством Ваньсонг Чена и Ю-Нянь Лю из Центрального Южного университета представили новый нанофермент: наночастицы теллурида меди (Cu_2-xTe) имитируют активность ферментов глутатионоксидазы и пероксидазы. Активность этого нанофермента обусловлена ионами меди, которые переключаются между двумя степенями окисления. Субстратом служит глутатион — антиоксидант, концентрация которого в опухолевых клетках значительно выше, чем в здоровых. Поэтому наноферменты активны только в опухолевых клетках. Кроме того, они поглощают NIR-II свет (ближний инфракрасный свет с длиной волны 1000–1350 нм), вызывая локальный нагрев. Этот эффект сильно усиливает ферментоподобную активность наноферментов. При лечении облучение NIR-II можно применять избирательно к опухоли.

Эксперименты на культурах опухолевых клеток и мышах с опухолями показали, что использование наноферментов и облучения NIR-II запускает целый каскад клеточных ответов, которые значительно увеличивают окислительный стресс внутри опухоли, что в конечном итоге приводит к гибели клеток. Одновременно снимается подавление иммунологических процессов в микроокружении опухоли. Вместо этого высвобождаются провоспалительные вещества и запускается иммунный ответ. Это подтверждается повышенной концентрацией эффекторных T-клеток, которую наблюдали исследователи. Таким образом, иммунная система может научиться защищаться от метастазов и формировать «иммунологическую память» для предотвращения рецидивов.