En forskargrupp ledd av prof. Wang Hui från Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) vid den kinesiska vetenskapsakademin har introducerat ett metallfritt nanozym baserat på grafenkvantprickar (GQDs) för högeffektiv tumörkemodynamisk terapi (CDT). Studien publiceras i Matter.
GQDs representerar ett lovande och kostnadseffektivt sätt att ta itu med de toxicitetsproblem som är förknippade med metallbaserade nanozymer i tumör-CDT. Den begränsade katalytiska aktiviteten hos GQD har dock inneburit betydande utmaningar för deras kliniska tillämpning, särskilt under utmanande katalytiska förhållanden.
"De erhållna GQDs, som är gjorda av röda blodkroppsmembran, är mycket effektiva vid behandling av tumörer med få biverkningar", säger Liu Hongji, en medlem av forskargruppen. "En av fördelarna är att de är metallfria. Dessutom fungerar de som utmärkta peroxidasliknande biokatalysatorer."
För att förbättra den katalytiska prestandan hos den GQD-baserade nanokatalytiska adjuvansen designade forskarna rationellt GQDs med hjälp av en diatomisk dopningsstrategi. Den synergistiska elektroneffekten av att införa kväve och fosfor i GQD:er kan generera mycket lokaliserade tillstånd nära Fermi-nivån, vilket möjliggör effektiv enzymaktivitet jämfört med dopning med en enkel heteroatom.
De erhållna GQDs, härledda från erytrocytmembran, har visat sig ha en imponerande peroxidas-härmande aktivitet. Som ett resultat är GQD:erna mycket effektiva för att inducera apoptos och ferroptos av cancerceller in vitro. De riktar sig också selektivt mot tumörer, med en tumörhämningsgrad så hög som 77,71 % för intravenös injektion och 93,22 % för intratumoral injektion, utan biverkningar utanför målet.
Detta läkemedelsfria, målspecifika och biologiskt godartade nanozym har stor potential som en potent biokatalysator för användning i säker cancerbehandling.
Mer information: Grafen kvantprickar som metallfria nanozymer för kemodynamisk behandling av cancer, Matter (2024). DOI:10.1016/j.matt.2023.12.005. www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(23)00619-7
Journalinformation: Ärge
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
