Фототермическая терапия (PTT) — это безопасная стратегия гипертермии рака, в которой используются агенты фототермического преобразования для преобразования световой энергии в тепло для удаления раковых клеток.
С одной стороны, высокотемпературный (> 50 ℃) ПТТ создает неизбежную угрозу окружающим здоровым тканям и может вызвать воспалительное заболевание из-за сложности блокирования диффузии тепла. С другой стороны , эффект абляции при относительно низкой температуре (<45 ℃) далеко не достаточен из-за повышенной экспрессии белков теплового шока (HSP), которые восстанавливают термически поврежденные клетки и приводят к термотолерантности опухолевых клеток. при лазерном облучении. Крайне важно разработать новую стратегию глушения HSP для низкотемпературного PTT.
Теперь исследовательская группа во главе с доктором Цай Линьтао из Шэньчжэньского института передовых технологий (SIAT) Китайской академии наук сообщила о новой стратегии использования оксида углерода для подавления экспрессии HSP, предлагая альтернативную стратегию для повышения низкой -температурный ПТТ.
Исследование было опубликовано в Angewandte Chemie International Edition 15 июля.
В ходе эксперимента исследователи разработали фотоактивную систему нанодоставки, активируемую хемивозбуждением (называемую нанобомбой AIE), основанную на самосборке люминесцентного полимера NIR-II с эмиссионными свойствами, индуцированными агрегацией (PBPTV), и самодельного монооксида углерода (CO ) полимер-носитель mPEG(CO). Нанобомба может запускаться высоким уровнем H 2 O 2 в микроокружении опухоли и избирательно выделять газ CO в опухолевых клетках.
В раковой микросреде чрезмерно секретируемый H 2 O 2 диффундирует через нанобомбу, чтобы преимущественно разлагаться на радикалы ·OH под катализом FeCO посредством реакции, подобной Фентону, а сильно окислительные радикалы ·OH далее окисляются и конкурентно координируются с Fe-центром. , вызывая выделение CO из Fe-центра. Постепенно высвобождаемый CO может эффективно ингибировать повышенную экспрессию HSP, разрушая терморезистентность опухоли во время низкотемпературного процесса PTT и индуцируя апоптоз опухоли.
«В качестве безопасного метода лечения рака фототермическая терапия при умеренной температуре может не только индуцировать апоптоз опухоли, но и активировать иммунную систему, чтобы атаковать остаточные опухолевые клетки в организме человека и устранить рецидив опухоли», — сказал доктор Кай. «Мы называем это лечение фотоиммунотерапией. Нет сомнений в том, что ключевым моментом является то, как избирательно подавлять экспрессию белков теплового шока в опухолевых клетках и обращать термотолерантность клетки».
Ингибитор низкомолекулярных HSP и малая интерферирующая РНК (миРНК) широко используются вместе с агентами фототермической конверсии для улучшения терапевтического эффекта низкотемпературного ПТТ. Ингибиторами низкомолекулярных HSP являются либо антибиотики, либо противораковые агенты, такие как танеспимицин (также известный как 17-AAG), гамбогиновая кислота и так далее.
«Их почти трудно растворить в воде, и они оказывают побочное действие на нормальные клетки, и миРНК кажется хорошим подходом. Однако они так легко разлагаются в организме человека», — сказал д-р Чжан Пэнфэй, главный участник исследования. этого исследования, «мы также удивлены, что оксид углерода работает. Это вдохновляет нас, что нет ничего невозможного».
«В качестве сигнальной молекулы оксид углерода (CO) может запускать ряд клеточных защитных механизмов при стрессе и воспалении. Механизм подавления CO белка HSP до сих пор неясен», — сказал доктор Гонг Пинг Гонг, еще один основной участник этого исследования. , «согласно некоторой литературе, мы можем предположить, что это может быть связано с путем LKB1/AMPK/mTOR, но для доказательства этого еще предстоит проделать большой объем работы».
PBPTV представляет собой амбиполярный пиридальный полупроводниковый полимер на основе тиадиазола, использование биспиридально-тиадиазольного звена позволяет PBPTV достигать высокого сродства к электрону, низкого уровня LUMO и расширенного π-сопряжения, что показало большой потенциал для разработки высокоэффективных электрон- транспортировка полупроводников в органической электронике.
«Раньше мы никогда не думали, что он может излучать свет, и никогда не думали, что его можно использовать в биомедицине. Эта работа дает нам представление о перспективах нашего материала. Я думаю, что важно работать в разных дисциплинах, и я буду продолжать работать с исследовательской группой SIAT», — сказал доктор Хуацзе Чен из Университета Сянтань, соавтор этой работы.
«Газовая терапия является новой и многообещающей областью, хотя есть некоторые сообщения о сочетании газовой терапии с фототерапией при раке. Взаимодействие между газом и биологическим процессом может открыть новую дверь для решения некоторых существующих проблем в терапии заболеваний. также клинические отчеты, основанные на газовой терапии. Использование газа для решения проблемы фототерапии также является хорошим примером перепрофилирования лекарств», — сказал д-р CAI.
