การแสดงออกที่เพิ่มขึ้นของโปรตีนช็อกจากความร้อน (HSPs) บั่นทอนประสิทธิภาพการรักษาของการบำบัดด้วยความร้อนจากแสง (PTT) การยับยั้งการซ่อมแซม HSP เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพของ PTT ที่อุณหภูมิต่ำ
การศึกษาใหม่โดย จีน Academy of Sciences ได้แนะนำกลยุทธ์ใหม่ในการยับยั้งการแสดงออกของ HSP วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เสนอกลยุทธ์ทางเลือกในการเพิ่มปตท. อุณหภูมิต่ำ
นักวิทยาศาสตร์เริ่มต้นโดยการพัฒนาระบบนำส่งนาโนที่กระตุ้นด้วยภาพถ่ายซึ่งกระตุ้นด้วยเคมีที่เรียกว่า AIE nanobomb ระบบนี้มีพื้นฐานมาจากการประกอบตัวเองของพอลิเมอร์เรืองแสง NIR-II ที่มีคุณสมบัติการปล่อยก๊าซที่เหนี่ยวนำด้วยการรวมตัว (PBPTV) และแบบโฮมเมด คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ตัวพาโพลิเมอร์ MPEG(CO) ความเข้มข้นสูงของ H2O2 ในสภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอกสามารถจุดชนวนระเบิดนาโน ซึ่งจะเลือกปล่อยก๊าซ CO ในเซลล์เนื้องอก
H2O2 ที่หลั่งออกมามากเกินไปจะกระจายไปทั่วระเบิดนาโนในสภาพแวดล้อมจุลภาคที่เป็นมะเร็งเพื่อย่อยสลายเป็นอนุมูล OH อย่างพิเศษผ่านปฏิกิริยาคล้ายเฟนตัน และอนุมูล OH ที่ออกซิเดชันอย่างแรงจะออกซิไดซ์และประสานการแข่งขันกับศูนย์ Fe ส่งผลให้มีการปล่อย CO จากศูนย์ Fe ในระหว่างขั้นตอน PTT ที่อุณหภูมิต่ำ CO ที่ปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่องสามารถยับยั้งการผลิต HSP ที่เพิ่มขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อลดความต้านทานความร้อนของเนื้องอกและส่งเสริมการตายของเซลล์เนื้องอก
Dr. CAI Lintao จากสถาบันเทคโนโลยีขั้นสูงแห่งเซินเจิ้น (SIAT) ของ CAS กล่าวว่า “ในฐานะที่เป็นวิธีการรักษามะเร็งที่ปลอดภัย การบำบัดด้วยความร้อนจากแสงภายใต้อุณหภูมิที่ไม่รุนแรง ไม่เพียงแต่จะทำให้เกิดการตายของเซลล์มะเร็งเท่านั้น แต่ยังกระตุ้น ระบบภูมิคุ้มกัน เพื่อโจมตีเซลล์เนื้องอกที่ตกค้างในร่างกายมนุษย์และกำจัดการกลับเป็นซ้ำของเนื้องอก เรียกการรักษานี้ว่า photo-immuno-therapy ไม่ต้องสงสัยเลยว่าวิธีการเลือกยับยั้งการแสดงออกของโปรตีนช็อตด้วยความร้อนในเซลล์เนื้องอกและการทนต่ออุณหภูมิของเซลล์แบบย้อนกลับเป็นกุญแจสำคัญ”
“ตัวยับยั้ง HSP โมเลกุลขนาดเล็กและ RNA ที่รบกวนขนาดเล็ก (siRNA) ได้รับการใช้ร่วมกับสารแปลงความร้อนด้วยแสงเพื่อปรับปรุงผลการรักษาของ PTT ที่อุณหภูมิต่ำ สารยับยั้ง HSP ระดับโมเลกุลขนาดเล็กเป็นยาปฏิชีวนะหรือสารต้านมะเร็ง เช่น tanespimycin (หรือที่เรียกว่า 17-AAG) กรดแกมโบจิก เป็นต้น”
ดร.จาง เผิงเฟย ผู้สนับสนุนหลักในการศึกษาครั้งนี้ กล่าวว่า “พวกมันแทบจะละลายในน้ำได้ยากและมีผลข้างเคียงต่อเซลล์ปกติ และดูเหมือนว่า siRNA จะเป็นแนวทางที่ดี อย่างไรก็ตาม ร่างกายมนุษย์สามารถย่อยสลายได้ง่าย เรายังแปลกใจที่คาร์บอนออกไซด์ใช้งานได้ เป็นแรงบันดาลใจให้เราเห็นว่าไม่มีอะไรที่เป็นไปไม่ได้”
ดร.กง ผิงกง ผู้ร่วมให้ข้อมูลหลักในการศึกษานี้อีกคนหนึ่งกล่าวว่า “ในฐานะที่เป็นโมเลกุลส่งสัญญาณ คาร์บอนออกไซด์ (CO) สามารถกระตุ้นกลไกการป้องกันระดับเซลล์ในความเครียดและการอักเสบ กลไกของโปรตีน HSP ที่ควบคุมการลด CO ยังไม่ชัดเจน ตามวรรณกรรมบางฉบับ เราอาจตั้งสมมติฐานว่าอาจเกี่ยวข้องกับเส้นทาง LKB1/AMPK/mTOR แต่ก็ยังต้องดำเนินการอีกมากในการพิสูจน์"
การใช้หน่วย bis-pyridal-thiadiazole ใน PBPTV โพลีเมอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ ambipolar pyridal thiadiazole ช่วยให้เกิดสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนสูง ระดับ LUMO ต่ำ และการคอนจูเกตแบบขยาย สิ่งนี้แสดงให้เห็นสัญญาที่ดีในการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์ขนส่งอิเล็กตรอนที่มีประสิทธิภาพสูงในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์
Dr. Huajie Chen จาก Xiangtan University ผู้ร่วมงานในงานนี้กล่าวว่า “เราไม่เคยคิดว่ามันจะเปล่งแสงมาก่อน และไม่เคยคิดว่ามันจะสามารถนำมาใช้ในการแพทย์ชีวภาพได้ งานนี้ให้แนวคิดเกี่ยวกับคำมั่นสัญญาเกี่ยวกับเนื้อหาของเรา ฉันคิดว่าการทำงานข้ามสาขาวิชาเป็นสิ่งสำคัญ และฉันจะทำงานร่วมกับทีมวิจัยที่ SIAT ต่อไป”
ดร. CAI กล่าวว่า, “การบำบัดด้วยแก๊สเป็นสาขาที่กำลังเติบโตและมีแนวโน้ม แม้ว่าจะมีรายงานบางฉบับเกี่ยวกับการรวมการบำบัดด้วยแก๊สกับการส่องไฟสำหรับ โรคมะเร็ง. ปฏิกิริยาระหว่างก๊าซกับกระบวนการทางชีววิทยาอาจเปิดประตูใหม่เพื่อแก้ปัญหาที่มีอยู่ในการรักษาโรค นอกจากนี้ยังมีรายงานทางคลินิกเกี่ยวกับการบำบัดด้วยแก๊สอีกด้วย การใช้ก๊าซเพื่อแก้ปัญหาในการส่องไฟเป็นตัวอย่างที่ดีของการนำยากลับมาใช้ใหม่”
การอ้างอิงวารสาร:
- Gongcheng Ma, Zhongke Liu, Chunguang Zhu, และคณะ H2O2-Responsive NIR-II AIE Nanobomb สำหรับคาร์บอนมอนอกไซด์ที่กระตุ้นการบำบัดด้วยความร้อนด้วยแสงที่อุณหภูมิต่ำ Angewandte Chemie. ดอย: 10.1002/ani.202207213
