הביטוי המווסת של חלבוני הלם חום (HSPs) פוגע ביעילות הטיפולית של טיפול פוטותרמי (PTT). עיכוב תיקון HSPs חיוני לשיפור היעילות של PTT בטמפרטורה נמוכה.
מחקר חדש של ה האקדמיה הסינית למדעים הציע אסטרטגיה חדשה לעיכוב הביטוי של HSPs. הגישה כוללת שימוש בגז תחמוצת פחמן. הוא מציע אסטרטגיה חלופית להגברת PTT בטמפרטורה נמוכה.
מדענים התחילו בפיתוח מערכת ננו-פוטו-אקטיבית המופעלת על ידי ריגוש כימי בשם AIE nanobomb. מערכת זו מבוססת על הרכבה עצמית של פולימר זוהר NIR-II עם תכונות פליטה הנגרמות על ידי צבירה (PBPTV) ותוצרת בית פחמן חד חמצני (CO) פולימר נשא MPEG(CO). הריכוז הגבוה של H2O2 במיקרו-סביבת הגידול יכול להפעיל את פצצת הננו, שתשחרר באופן סלקטיבי גז CO בתאי הגידול.
H2O2 המופרש יתר על המידה מתפזר על פני פצצת הננו במיקרו-סביבה הסרטנית ומתפרק באופן מועדף לרדיקלי OH באמצעות תגובה דמוית פנטון, ורדיקלי OH בעלי חמצון חזק מתחמצנים עוד יותר ומתואמים באופן תחרותי עם מרכז Fe, וכתוצאה מכך שחרור CO ממרכז Fe. במהלך הליך PTT בטמפרטורה נמוכה, ה-CO המשוחרר בהדרגה יכול לדכא ביעילות את הייצור המוגבר של HSPs כדי להפחית את העמידות התרמית של הגידול ולקדם אפופטוזיס של הגידול.
ד"ר CAI Lintao ממכון שנזן לטכנולוגיה מתקדמת (SIAT) של CAS אמר, "כשיטת טיפול בטוחה בסרטן, טיפול פוטותרמי בטמפרטורה קלה יכול לא רק לגרום לאפופטוזיס של הגידול אלא גם להפעיל את המערכת החיסונית לתקוף את שאריות תא הגידול בגוף האדם ולחסל את הישנות הגידול. קוראים לטיפול הזה פוטו-אימוני-תרפיה. אין ספק שאיך לעכב באופן סלקטיבי את הביטוי של חלבוני הלם החום בתאי הגידול ולנסות תרמו-סובלנות הפוכה של התא הוא המפתח".
"מעכבי HSP מולקולריים קטנים ו-RNA מפריע קטן (siRNA) הועמסו באופן נרחב עם חומרי המרה פוטו-תרמית כדי לשפר את ההשפעה הטיפולית של PTT בטמפרטורה נמוכה. מעכבי HSPs מולקולריים קטנים הם אנטיביוטיקה או חומרים נוגדי סרטן, כגון טנספימיצין (הידוע גם בשם 17-AAG), חומצה גמבוגית וכן הלאה."
ד"ר ZHANG Pengfei, התורם העיקרי למחקר זה, אמר, "כמעט קשה להמיס אותם במים ויש להם תופעת לוואי לתאים נורמליים, ונראה כי siRNA היא גישה טובה. עם זאת, קל כל כך להתפרק בגוף האדם. אנחנו גם מופתעים שפחמן תחמוצת עובד. זה נותן לנו השראה ששום דבר אינו בלתי אפשרי".
ד"ר גונג פינג גונג, תורם עיקרי נוסף למחקר זה, אמר, "כמולקולת איתות, תחמוצת פחמן (CO) יכולה להפעיל סדרה של מנגנוני הגנה תאיים במתח ובדלקת. המנגנון של חלבון HSPs המווסת למטה CO עדיין לא ברור. על פי ספרות מסוימת, אנו עשויים לשער שזה עשוי להיות קשור למסלול LKB1/AMPK/mTOR, אך עדיין נדרשת עבודה רבה כדי להוכיח זאת."
שימוש ביחידת ה-bis-pyridal-thiadiazole ב-PBPTV, פולימר מוליך למחצה על בסיס תיאדיאזול פירידי אמבי-קוטבי מאפשר זיקה אלקטרונית גבוהה, רמת LUMO נמוכה וצימוד-מורחב. זה הראה הבטחה גדולה לפיתוח מוליכים למחצה מעבירי אלקטרונים בעלי ביצועים גבוהים באלקטרוניקה אורגנית.
ד"ר הואג'י צ'ן מאוניברסיטת שיאנגטן, משתף פעולה בעבודה זו, אמר, "מעולם לא חשבנו שהוא יכול לפלוט אור לפני כן, ומעולם לא חשבנו שאפשר להשתמש בו בביו-רפואה. עבודה זו נותנת לנו מושג לגבי ההבטחה של החומר שלנו. אני חושב שחשוב לעבוד חוצה דיסציפלינות, ואני אמשיך לעבוד עם צוות המחקר ב-SIAT”.
ד"ר CAI אמר, "טיפול בגז הוא תחום מתפתח ומבטיח, למרות שיש כמה דיווחים על שילוב של טיפול בגזים עם פוטותרפיה עבור סרטן. האינטראקציה בין גז לתהליך הביולוגי עשויה לפתוח דלת חדשה לפתור כמה בעיות קיימות בטיפול במחלות. חוץ מזה, ישנם גם דיווחים קליניים המבוססים על טיפול בגזים. שימוש בגז כדי לפתור את הבעיה בפוטותרפיה הוא גם דוגמה טובה לשימוש מחדש בתרופות".
עיון ביומן:
- Gongcheng Ma, Zhongke Liu, Chunguang Zhu, et al. H2O2-Responsive NIR-II AIE ננו-פצצה לטיפול פוטותרמי בטמפרטורה נמוכה לחיזוק פחמן חד-חמצני. אנגוונדט צ'מי. DOI: 10.1002/anie.202207213
