Die hochregulierte Expression von Hitzeschockproteinen (HSPs) beeinträchtigt die therapeutische Wirksamkeit der photothermischen Therapie (PTT). Die Hemmung der HSP-Reparatur ist entscheidend für die Verbesserung der Effizienz der Niedertemperatur-PTT.
Eine neue Studie der Chinesische Akademie der Wissenschaften hat eine neue Strategie vorgeschlagen, um die Expression von HSPs zu hemmen. Der Ansatz beinhaltet die Verwendung von Kohlenoxidgas. Es bietet eine alternative Strategie zur Verstärkung der Niedertemperatur-PTT.
Die Wissenschaftler begannen mit der Entwicklung eines durch chemische Erregung ausgelösten photoaktiven Nanoabgabesystems namens AIE-Nanobombe. Dieses System basiert auf der Selbstorganisation von NIR-II-Lumineszenzpolymer mit aggregationsinduzierten Emissionseigenschaften (PBPTV) und ist hausgemacht Kohlenmonoxid (CO) Trägerpolymer MPEG(CO). Die hohe Konzentration von H2O2 in der Mikroumgebung des Tumors könnte die Nanobombe zünden, die dann selektiv CO-Gas in den Tumorzellen freisetzen würde.
Übersekretiertes H2O2 diffundiert durch die Nanobombe in die krebsartige Mikroumgebung, um vorzugsweise über eine Fenton-ähnliche Reaktion in OH-Radikale zu zerfallen, und stark oxidative OH-Radikale oxidieren weiter und koordinieren kompetitiv mit dem Fe-Zentrum, was zur Freisetzung von CO aus dem Fe-Zentrum führt. Während des Niedertemperatur-PTT-Verfahrens könnte das progressiv freigesetzte CO die erhöhte Produktion von HSPs wirksam unterdrücken, um den thermischen Widerstand des Tumors zu verringern und die Tumorapoptose zu fördern.
Dr. CAI Lintao vom Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT) des CAS sagte: „Als sichere Methode zur Krebsbehandlung könnte die photothermische Therapie bei milder Temperatur nicht nur die Apoptose des Tumors induzieren, sondern auch aktivieren Immunsystems um die Resttumorzelle im menschlichen Körper anzugreifen und das Wiederauftreten des Tumors zu beseitigen. Wir nennen diese Behandlung Photoimmuntherapie. Es besteht kein Zweifel, dass die selektive Hemmung der Expression der Hitzeschockproteine in Tumorzellen und die Umkehrung der Thermotoleranz der Zelle der Schlüssel ist.“
„Kleinmolekulare HSPs-Inhibitoren und kleininterferierende RNA (siRNA) wurden häufig zusammen mit photothermischen Umwandlungsmitteln beladen, um die therapeutische Wirkung der Niedertemperatur-PTT zu verbessern. Kleinmolekulare HSP-Inhibitoren sind Antibiotika oder Antikrebsmittel wie Tanespimycin (auch bekannt als 17-AAG), Gamboginsäure und so weiter.“
Dr. ZHANG Pengfei, der Hauptbeitragende zu dieser Studie, sagte: „Sie sind fast schwer in Wasser aufzulösen und haben eine Nebenwirkung auf normale Zellen, und siRNA scheint ein guter Ansatz zu sein. Sie sind jedoch so leicht, im menschlichen Körper abgebaut zu werden. Wir sind auch überrascht, dass Kohlenoxid funktioniert. Es inspiriert uns, dass nichts unmöglich ist.“
Dr. GONG Ping Gong, ein weiterer Hauptbeitragender zu dieser Studie, sagte: „Als Signalmolekül kann Kohlenstoffoxid (CO) eine Reihe von zellulären Schutzmechanismen bei Stress und Entzündungen auslösen. Der Mechanismus der Herunterregulierung des HSPs-Proteins durch CO ist noch unklar. Laut einiger Literatur können wir die Hypothese aufstellen, dass es mit dem LKB1/AMPK/mTOR-Signalweg zusammenhängen könnte, aber es ist noch viel Arbeit erforderlich, um dies zu beweisen.“
Unter Verwendung der Bispyridal-Thiadiazol-Einheit in PBPTV ermöglicht ein ambipolares halbleitendes Polymer auf Pyridal-Thiadiazol-Basis eine hohe Elektronenaffinität, ein niedriges LUMO-Niveau und eine erweiterte -Konjugation. Dies hat sich als vielversprechend für die Entwicklung leistungsstarker elektronentransportierender Halbleiter in der organischen Elektronik erwiesen.
Dr. Huajie Chen von der Xiangtan University, ein Mitarbeiter an dieser Arbeit, sagte: „Wir hätten nie gedacht, dass es Licht emittieren könnte, und hätten nie gedacht, dass es in der Biomedizin verwendet werden könnte. Diese Arbeit gibt uns eine Vorstellung vom Versprechen unseres Materials. Ich finde es wichtig, interdisziplinär zu arbeiten, und ich werde weiterhin mit dem Forschungsteam des SIAT zusammenarbeiten.“
Dr CAI sagte, „Gastherapie ist ein aufstrebendes und vielversprechendes Gebiet, obwohl es einige Berichte über die Kombination von Gastherapie mit Phototherapie gibt Krebs. Die Wechselwirkung zwischen Gas und dem biologischen Prozess könnte eine neue Tür öffnen, um einige bestehende Probleme in der Krankheitstherapie zu lösen. Außerdem gibt es auch klinische Berichte, die auf der Gastherapie basieren. Die Verwendung von Gas zur Lösung des Problems in der Phototherapie ist auch ein gutes Beispiel für die Umnutzung von Arzneimitteln.“
Journal Referenz:
- Gongcheng Ma, Zhongke Liu, Chunguang Zhu, et al. Auf H2O2 ansprechende NIR-II AIE-Nanobombe zur Kohlenmonoxid-Verstärkung der photothermischen Niedertemperaturtherapie. Angewandte Chemie. DOI: 10.1002/ange.202207213
