De opgereguleerde expressie van heat shock-eiwitten (HSP's) schaadt de therapeutische werkzaamheid van fotothermische therapie (PTT). Remming van reparatie van HSP's is cruciaal voor het verbeteren van de efficiëntie van PTT bij lage temperatuur.
Een nieuwe studie door de Chinese Wetenschapsacademie heeft een nieuwe strategie voorgesteld om de expressie van HSP's te remmen. De aanpak omvat het gebruik van koolstofoxidegas. Het biedt een alternatieve strategie voor het stimuleren van PTT bij lage temperatuur.
Wetenschappers begonnen met het ontwikkelen van een door chemiexcitatie geactiveerd fotoactief nano-afgiftesysteem genaamd AIE nanobomb. Dit systeem is gebaseerd op de zelfassemblage van NIR-II luminescent polymeer met aggregatie-geïnduceerde emissie-eigenschappen (PBPTV) en zelfgemaakte koolmonoxide (CO) dragerpolymeer MPEG(CO). De hoge concentratie H2O2 in de micro-omgeving van de tumor zou de nanobom kunnen doen ontploffen, die vervolgens selectief CO-gas in de tumorcellen zou afgeven.
Overmatig uitgescheiden H2O2 diffundeert door de nanobom in de kankerachtige micro-omgeving om bij voorkeur te ontleden in OH-radicalen via een Fenton-achtige reactie, en sterk oxidatieve OH-radicalen oxideren verder en coördineren competitief met het Fe-centrum, wat resulteert in de afgifte van CO uit het Fe-centrum. Tijdens de PTT-procedure bij lage temperatuur zou het geleidelijk vrijkomende CO de verhoogde productie van HSP's efficiënt kunnen onderdrukken om de thermische weerstand van de tumor te verminderen en tumorapoptose te bevorderen.
Dr. CAI Lintao van het Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT) van CAS zei: "Als een veilige modale kankerbehandeling, zou fotothermische therapie onder milde temperatuur niet alleen de tumorapoptose kunnen induceren, maar ook de immuunsysteem om de residutumorcel in het menselijke lichaam aan te vallen en de tumorherhaling te elimineren. e noemen deze behandeling foto-immunotherapie. Het lijdt geen twijfel dat de sleutel tot het selectief remmen van de expressie van de heat shock-eiwitten in tumorcellen en het omkeren van de thermotolerantie van de cel de sleutel is.”
"Kleine moleculaire HSP's-remmer en klein-interfererend RNA (siRNA) zijn op grote schaal samen geladen met fotothermische conversiemiddelen om het therapeutische effect van PTT bij lage temperatuur te verbeteren. Kleinmoleculaire HSP-remmers zijn antibiotica of middelen tegen kanker, zoals tanespimycine (ook bekend als 17-AAG), gamboginezuur, enzovoort.”
Dr. ZHANG Pengfei, de belangrijkste bijdrager aan deze studie, zei: “Ze zijn bijna moeilijk op te lossen in water en hebben een bijwerking op normale cellen, en siRNA lijkt een goede aanpak. Ze zijn echter zo gemakkelijk te worden afgebroken in het menselijk lichaam. We zijn ook verrast dat koolstofoxide werkt. Het inspireert ons dat niets onmogelijk is.”
Dr. GONG Ping Gong, een andere belangrijke bijdrager aan deze studie, zei: “Als signaalmolecuul kan koolstofoxide (CO) een reeks cellulaire beschermingsmechanismen activeren bij stress en ontsteking. Het mechanisme van CO-downregulerende HSP's-eiwit is nog steeds onduidelijk. Volgens sommige literatuur kunnen we veronderstellen dat het verband houdt met de LKB1/AMPK/mTOR-route, maar er is nog veel werk nodig om het te bewijzen."
Met behulp van de bis-pyridal-thiadiazool-eenheid in PBPTV, zorgt een ambipolair, op pyridal thiadiazool gebaseerd halfgeleidend polymeer voor een hoge elektronenaffiniteit, een laag LUMO-niveau en uitgebreide -conjugatie. Dit is veelbelovend gebleken voor de ontwikkeling van hoogwaardige elektronentransporterende halfgeleiders in organische elektronica.
Dr. Huajie Chen van de Universiteit van Xiangtan, een medewerker aan dit werk, zei: “We hadden nooit gedacht dat het licht zou kunnen uitstralen, en we hadden ook nooit gedacht dat het in de biogeneeskunde zou kunnen worden gebruikt. Dit werk geeft ons een idee van de belofte van ons materiaal. Ik vind het belangrijk om over disciplines heen te werken, en ik zal blijven werken met het onderzoeksteam van SIAT.”
Dr CAI zei, "Gastherapie is een opkomend en veelbelovend gebied, hoewel er enkele rapporten zijn over het combineren van gastherapie met fototherapie voor: kanker. De interactie tussen gas en het biologische proces zou een nieuwe deur kunnen openen om een aantal bestaande problemen bij ziektetherapie op te lossen. Daarnaast zijn er ook klinische rapporten op basis van gastherapie. Het gebruik van gas om het probleem bij fototherapie op te lossen, is ook een goed voorbeeld van hergebruik van geneesmiddelen."
Journal Reference:
- Gongcheng Ma, Zhongke Liu, Chunguang Zhu, et al. H2O2-Responsieve NIR-II AIE Nanobomb voor koolmonoxideversterkende fotothermische therapie bij lage temperatuur. Angewandte Chemie DOI: 10.1002/anie.202207213
