Expresia suprareglată a proteinelor de șoc termic (HSP) afectează eficacitatea terapeutică a terapiei fototermale (PTT). Inhibarea reparației HSP-urilor este crucială pentru îmbunătățirea eficienței PTT-ului la temperatură joasă.
Un nou studiu al Academia Chineză de Științe a sugerat o nouă strategie de inhibare a expresiei HSP. Abordarea implică utilizarea gazului de oxid de carbon. Oferă o strategie alternativă pentru creșterea PTT-ului la temperatură joasă.
Oamenii de știință au început prin a dezvolta un sistem de livrare nano-activ fotoactiv declanșat de chimieexcitare numit nanobombă AIE. Acest sistem se bazează pe auto-asamblarea polimerului luminiscent NIR-II cu proprietăți de emisie indusă de agregare (PBPTV) și făcut în casă. monoxid de carbon (CO) polimer purtător MPEG(CO). Concentrația mare de H2O2 în micromediul tumorii ar putea declanșa nanobombă, care ar elibera apoi selectiv CO gaz în celulele tumorale.
H2O2 suprasecretat difuzează prin nanobombă din micromediul canceros pentru a se descompune preferenţial în radicali OH printr-o reacţie asemănătoare Fenton, iar radicalii OH puternic oxidativi oxidează în continuare şi se coordonează în mod competitiv cu centrul Fe, ducând la eliberarea de CO din centrul Fe. În timpul procedurii PTT la temperatură scăzută, CO eliberat progresiv ar putea suprima eficient producția crescută de HSP pentru a scădea rezistența termică a tumorii și a promova apoptoza tumorii.
Dr. CAI Lintao de la Institutul de Tehnologie Avansată Shenzhen (SIAT) din CAS a spus: „Ca mod de tratament sigur al cancerului, terapia fototermală la temperatură ușoară nu numai că ar putea induce apoptoza tumorii, ci și să activeze sistemului imunitar pentru a ataca celulele tumorale reziduale din corpul uman și pentru a elimina recidiva tumorii. Numim acest tratament foto-imuno-terapie. Nu există nicio îndoială că modul în care se inhibă selectiv expresia proteinelor șocului termic în celulele tumorale și termotoleranța inversă a celulei este cheia.”
„Inhibitorii HSP moleculari mici și ARN-ul cu interferență mică (siRNA) au fost pe scară largă co-încărcați cu agenți de conversie fototermică pentru a îmbunătăți efectul terapeutic al PTT la temperatură joasă. Inhibitorii HSP moleculari mici sunt antibiotice sau agenți anticancer, cum ar fi tanespimicină (cunoscută și ca 17-AAG), acidul gambogic și așa mai departe.
Dr. ZHANG Pengfei, principalul contributor la acest studiu, a spus: „Ele sunt aproape greu de dizolvat în apă și au un efect secundar asupra celulelor normale, iar siRNA pare a fi o abordare bună. Cu toate acestea, ele sunt atât de ușor de degradat în corpul uman. De asemenea, suntem surprinși că oxidul de carbon funcționează. Ne inspiră că nimic nu este imposibil.”
Dr. GONG Ping Gong, un alt contributor principal la acest studiu, a spus: „Ca moleculă de semnalizare, oxidul de carbon (CO) poate declanșa o serie de mecanisme de protecție celulară în stres și inflamație. Mecanismul proteinei HSP care reglează în jos CO este încă neclar. Potrivit unor literaturi, putem emite ipoteza că ar putea fi legată de calea LKB1/AMPK/mTOR, dar este încă nevoie de multă muncă pentru a-l dovedi.”
Folosind unitatea bis-piridal-tiadiazol în PBPTV, un polimer semiconductor pe bază de tiadiazol piridal ambipolar permite o afinitate mare de electroni, un nivel LUMO scăzut și o conjugare extinsă. Acest lucru a arătat o mare promisiune pentru dezvoltarea semiconductorilor de înaltă performanță care transportă electroni în electronica organică.
Dr. Huajie Chen de la Universitatea Xiangtan, un colaborator în această lucrare, a spus: „Nu ne-am gândit niciodată că ar putea emite lumină și nu ne-am gândit niciodată că ar putea fi folosit în biomedicină. Această lucrare ne dă o idee despre promisiunea materialului nostru. Cred că este important să lucrez peste discipline și voi continua să lucrez cu echipa de cercetare de la SIAT.”
Dr. CAI a spus, „Terapia cu gaz este un domeniu în curs de dezvoltare și promițător, deși există unele rapoarte despre combinarea terapiei cu gaz cu fototerapie pentru cancer. Interacțiunea dintre gaz și procesul biologic ar putea deschide o nouă ușă pentru a rezolva unele probleme existente în terapia bolii. În plus, există și rapoarte clinice bazate pe gazoterapie. Utilizarea gazului pentru a rezolva problema în fototerapie este, de asemenea, un bun exemplu de reutilizare a medicamentelor.”
Referința jurnalului:
- Gongcheng Ma, Zhongke Liu, Chunguang Zhu și colab. Nanobombă NIR-II AIE sensibilă la H2O2 pentru terapia fototermală la temperatură joasă care stimulează monoxidul de carbon. Chimie aplicată. DOI: 10.1002/anie.202207213
