Посилена експресія білків теплового шоку (HSP) погіршує терапевтичну ефективність фототермічної терапії (PTT). Інгібування відновлення HSP є вирішальним для підвищення ефективності низькотемпературного PTT.
Нове дослідження, проведене Китайська академія наук запропонував нову стратегію пригнічення експресії HSP. Підхід передбачає використання газу оксиду вуглецю. Він пропонує альтернативну стратегію для посилення низькотемпературного PTT.
Вчені почали з розробки фотоактивної нанодоставної системи, що запускається хімічним збудженням, яка називається нанобомбою AIE. Ця система заснована на самозбірці люмінесцентного полімеру NIR-II з агрегаційно-індукованими властивостями випромінювання (PBPTV) і саморобного окис вуглецю (CO) полімерний носій MPEG(CO). Висока концентрація H2O2 в мікрооточенні пухлини може викликати нанобомбу, яка потім вибірково вивільнить газ CO в клітинах пухлини.
Надмірно виділений H2O2 дифундує через нанобомбу в раковому мікрооточенні, переважно розкладаючись на OH-радикали за допомогою реакції, подібної до Фентона, і сильно окислювальні OH-радикали далі окислюються та конкурентно координуються з Fe-центром, що призводить до вивільнення CO з Fe-центру. Під час низькотемпературної процедури PTT прогресивно вивільнений CO міг ефективно пригнічувати збільшене виробництво HSP, щоб зменшити термічний опір пухлини та сприяти апоптозу пухлини.
Доктор CAI Lintao з Шеньчженського інституту передових технологій (SIAT) CAS сказав: «Як безпечний спосіб лікування раку, фототермічна терапія при помірній температурі може не тільки індукувати апоптоз пухлини, але й активувати імунна система для атаки залишкової пухлинної клітини в організмі людини та усунення рецидиву пухлини. Це лікування називають фотоімунотерапією. Немає сумніву, що ключем є те, як вибірково інгібувати експресію білків теплового шоку в пухлинних клітинах і змінити термотолерантність клітини».
«Маломолекулярний інгібітор HSP і мала інтерферуюча РНК (siRNA) були широко завантажені агентами фототермічної конверсії для покращення терапевтичного ефекту низькотемпературного PTT. Інгібіторами маломолекулярних HSP є антибіотики або протипухлинні засоби, такі як танеспіміцин (також відомий як 17-AAG), гамбогієва кислота тощо».
Доктор ЧЖАН Пенфей, головний учасник цього дослідження, сказав: «Їх майже важко розчинити у воді, вони мають побічну дію на нормальні клітини, і siRNA здається хорошим підходом. Однак вони дуже легко розкладаються в організмі людини. Ми також здивовані тим, що оксид вуглецю працює. Це надихає нас, що немає нічого неможливого».
Доктор GONG Ping Gong, інший головний учасник цього дослідження, сказав: «Як сигнальна молекула, оксид вуглецю (CO) може запускати низку клітинних захисних механізмів під час стресу та запалення. Механізм дії білка HSP, що знижує регуляцію CO, досі неясний. Згідно з деякою літературою, ми можемо припустити, що це може бути пов’язано з шляхом LKB1/AMPK/mTOR, але ще потрібно багато роботи, щоб довести це».
Використовуючи блок біс-піридал-тіадіазолу в PBPTV, амбіполярний піридальний напівпровідниковий полімер на основі тіадіазолу забезпечує високу спорідненість до електронів, низький рівень LUMO та розширене кон’югацію. Це показало великі перспективи для розробки високоефективних напівпровідників з транспортуванням електронів в органічній електроніці.
Доктор Хуацзе Чень з Університету Сянтань, співавтор цієї роботи, сказав: «Раніше ми ніколи не думали, що він може випромінювати світло, і ніколи не думали, що його можна використовувати в біомедицині. Ця робота дає нам уявлення про перспективність нашого матеріалу. Я вважаю, що важливо працювати в різних дисциплінах, і я продовжу працювати з дослідницькою групою SIAT».
Доктор CAI сказав, «Газова терапія є новою та багатообіцяючою сферою, хоча є деякі повідомлення про поєднання газотерапії з фототерапією для рак. Взаємодія між газом і біологічним процесом може відкрити нові можливості для вирішення деяких існуючих проблем у лікуванні захворювань. Крім того, є також клінічні звіти, засновані на газотерапії. Використання газу для вирішення проблеми у фототерапії також є хорошим прикладом перепрофілювання ліків».
Довідка з журналу:
- Gongcheng Ma, Zhongke Liu, Chunguang Zhu та ін. Нанобомба NIR-II AIE, що реагує на H2O2, для низькотемпературної фототермічної терапії, що посилює монооксид вуглецю. Angewandte Chemie. DOI: 10.1002/anie.202207213
