L'espressione sovraregolata delle proteine da shock termico (HSP) compromette l'efficacia terapeutica della terapia fototermica (PTT). L'inibizione della riparazione degli HSP è fondamentale per migliorare l'efficienza del PTT a bassa temperatura.
Un nuovo studio di Accademia Cinese delle Scienze ha suggerito una nuova strategia per inibire l'espressione delle HSP. L’approccio prevede l’utilizzo di gas ossido di carbonio. Offre una strategia alternativa per potenziare il PTT a bassa temperatura.
Gli scienziati hanno iniziato sviluppando un sistema di nanoerogazione fotoattiva attivato da chemieccitazione chiamato nanobomba AIE. Questo sistema si basa sull'autoassemblaggio del polimero luminescente NIR-II con proprietà di emissione indotta da aggregazione (PBPTV) e prodotti fatti in casa monossido di carbonio (CO) polimero vettore MPEG(CO). L’elevata concentrazione di H2O2 nel microambiente tumorale potrebbe innescare la nano bomba, che rilascerebbe quindi selettivamente gas CO nelle cellule tumorali.
L'H2O2 ipersecreto si diffonde attraverso la nano bomba nel microambiente canceroso per decomporsi preferenzialmente in radicali OH attraverso una reazione simile a Fenton, e i radicali OH fortemente ossidativi si ossidano ulteriormente e si coordinano competitivamente con il centro Fe, con conseguente rilascio di CO dal centro Fe. Durante la procedura PTT a bassa temperatura, la CO rilasciata progressivamente potrebbe sopprimere efficacemente l’aumento della produzione di HSP per ridurre la resistenza termica del tumore e promuovere l’apoptosi del tumore.
Il Dott. CAI Lintao dello Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT) del CAS ha affermato: “Come modalità di trattamento sicuro del cancro, la terapia fototermica a temperatura mite potrebbe non solo indurre l’apoptosi del tumore, ma anche attivare il sistema immunitario per attaccare la cellula tumorale residua nel corpo umano ed eliminare la recidiva del tumore. Chiamiamo questo trattamento fotoimmunoterapia. Non c’è dubbio che la chiave sia inibire selettivamente l’espressione delle proteine da shock termico nelle cellule tumorali e invertire la termotolleranza della cellula”.
“L’inibitore delle HSP molecolari piccole e l’RNA a piccola interferenza (siRNA) sono stati ampiamente co-caricati con agenti di conversione fototermica per migliorare l’effetto terapeutico del PTT a bassa temperatura. I piccoli inibitori molecolari delle HSP sono antibiotici o agenti antitumorali, come la tanespimicina (nota anche come 17-AAG), l’acido gambogico e così via.
Il dottor ZHANG Pengfei, il principale collaboratore di questo studio, ha affermato: “Sono quasi difficili da sciogliere in acqua e hanno un effetto collaterale sulle cellule normali, e il siRNA sembra essere un buon approccio. Tuttavia, sono così facili da degradarsi nel corpo umano. Siamo anche sorpresi che l’ossido di carbonio funzioni. Ci ispira che nulla è impossibile”.
Il dottor GONG Ping Gong, un altro dei principali contributori di questo studio, ha affermato: “Come molecola di segnalazione, l’ossido di carbonio (CO) può innescare una serie di meccanismi protettivi cellulari nello stress e nell’infiammazione. Il meccanismo con cui la proteina HSP down-regola la CO non è ancora chiaro. Secondo alcuni studi, potremmo ipotizzare che potrebbe essere correlato al percorso LKB1/AMPK/mTOR, ma è ancora necessario molto lavoro per dimostrarlo”.
Utilizzando l'unità bis-piridal-tiadiazolo in PBPTV, un polimero semiconduttore ambipolare a base di tiadiazolo piridale consente un'elevata affinità elettronica, un basso livello di LUMO e una coniugazione estesa. Ciò si è rivelato molto promettente per lo sviluppo di semiconduttori ad alte prestazioni per il trasporto di elettroni nell'elettronica organica.
Il dottor Huajie Chen dell'Università di Xiangtan, un collaboratore in questo lavoro, ha detto: “Non avevamo mai pensato che potesse emettere luce prima, e non avremmo mai pensato che potesse essere utilizzato in biomedicina. Questo lavoro ci dà un'idea della promessa del nostro materiale. Penso che sia importante lavorare in modo trasversale e continuerò a lavorare con il gruppo di ricerca della SIAT”.
Dott. CAI disse, “La gasterapia è un campo emergente e promettente, anche se esistono alcuni rapporti sulla combinazione della gasterapia con la fototerapia cancro. L’interazione tra gas e processo biologico potrebbe aprire una nuova porta per risolvere alcuni problemi esistenti nella terapia delle malattie. Inoltre esistono anche segnalazioni cliniche basate sulla gasterapia. Anche l’uso del gas per risolvere il problema nella fototerapia è un buon esempio di riutilizzo dei farmaci”.
Riferimento della Gazzetta:
- Gongcheng Ma, Zhongke Liu, Chunguang Zhu et al. Nanobomba NIR-II AIE reattiva all'H2O2 per il monossido di carbonio che potenzia la terapia fototermica a bassa temperatura. Angewandte Chemie. DOI: 10.1002 / anie.202207213
