Локальное окислительное уничтожение опухолевых клеток стекловидными наночастицами железа
Аморфные наночастицы железа обладают специфической токсичностью в отношении опухолевых клеток. В журнале Angewandte Chemie китайские учёные описывают дизайн и синтез особого аморфного состояния наночастиц железа, которые могут локально высвобождать реакционноспособные формы железа в кислой и богатой перекисью водорода среде раковых клеток, открывая новые возможности для тераностики и хемодинамической терапии.
Раковые клетки характеризуются относительно кислой внутриклеточной средой и выработкой значительного количества перекиси водорода (H2O2) по сравнению со здоровыми клетками. Некоторые хемодинамические подходы к лечению рака используют реакцию Фентона, в которой ионы железа реагируют с H2O2, производя активные формы кислорода (ROS), способные повреждать и уничтожать раковые клетки. Однако доставка ионов железа к клеткам-мишеням проблематична, а кристаллические наночастицы железа недостаточно эффективны.
Группы Цзяньлиня Ши и Вэньбо Бу из Шанхайского института керамики в сотрудничестве с Фуданьским университетом синтезировали наночастицы железа в аморфном, стекловидном состоянии. Учёные отмечают, что эти наночастицы демонстрируют уникальные физико-химические свойства, а результаты подтверждают, что аморфные наночастицы железа, перекись водорода и кислые условия действуют синергетически для уничтожения клеток.
Помимо терапевтического потенциала, преимуществами являются хороший контраст для магнитно-резонансной томографии (МРТ) и возможность магнитного таргетинга. Идеальный носитель должен мгновенно высвобождать свой «груз» при переходе из нейтральных в слабокислые условия, характерные для микроокружения опухоли. С помощью МРТ in vitro и in vivo учёные доказали работоспособность задуманного механизма.
Магнитный таргетинг позволяет доставлять препарат в целевую ткань с помощью намагничивания. Исследователи наблюдали, что эффективный магнитный таргетинг и удержание были достигнуты in vivo, что создаёт хорошую основу для хемодинамической терапии. В перспективе планируется модификация поверхности частиц для дальнейшего улучшения таргетинга на опухоль.
Элегантный подход, который авторы называют «hubble bubble», позволил создать крошечного и высокоэффективного «троянского коня» для хемодинамической терапии рака, что было показано на мышах. Метод синтеза отличается мягкими условиями и перспективен для получения аналогичных частиц из других металлов.