Enzyodynamisk terapi (EDT) är en ny typ av reaktiva syrearter (ROS)-relaterad dynamisk terapeutisk modalitet, som på ett adekvat sätt utnyttjar de enzymutlösta katalytiska reaktionerna i levande organismer och uppnår sjukdomsbehandling genom att kontrollera genereringen eller elimineringen av ROS. ROS hänvisar till en högaktiv kemisk substans som innehåller fria syreradikaler i kroppen eller naturliga miljön. ROS vid fysiologisk koncentration är fördelaktigt för utvecklingen av levande organismer.
Däremot orsakar överdriven ROS-produktion oxidativ skada, vilket är kopplat till en mängd sjukdomar inklusive maligniteter, neurodegeneration, hjärt-kärlsjukdomar, inflammation och så vidare.
En färsk recension, publicerad i MedComm—Biomaterials and Applications , designades av Prof. Yu Chen och skriven av hans postdoktorala forskare Dr. Zeyu Wang och Ph.D. student Hui Huang (Materdicine Lab, School of Life Sciences, Shanghai University, Shanghai, Kina).
En våg av nanomaterial med unika ROS-reglerande egenskaper har använts i stor utsträckning inom olika biomedicinska områden. Bland dem har en typ av nanomaterial som kallas nanozym enzymers katalytiska förmågor, som kan svara på extern excitation och sedan utlösa inre biokemiska reaktioner i vävnaden för att producera eller konsumera ROS.
Beroende på materialtyper klassificeras nanozymer främst i följande flera kategorier, inklusive metall, metalloxider, metallsulfider, kolbaserade material, kompositmaterial och några framväxande organiska nanosystem.
Alternativt kan de delas in i den specifika oxidoreduktasfamiljen, hydrolasfamiljen, lyasfamiljen och så vidare, baserat på deras inneboende katalytiska typer. Zeyu och Hui introducerade systematiskt oxidoreduktaserna inklusive oxidas (OXD), glukosoxidas (GOD), peroxidas (POD), katalas (CAT), superoxiddismutas (SOD) och glutationperoxidas (GPx)-liknande nanozymer.
Kärnan i katalys är att katalysatorn ändrar reaktionsvägen och styr reaktionen längs en väg med lägre aktiveringsenergi för att accelerera reaktionshastigheten.
Därför är det primära målet med forskningen om den katalytiska mekanismen för nanozymer att avslöja processen för atomomarrangering av reaktanter på ytan av nanozymmaterial, identifiera reaktionsvägen och kinetiken med den lägsta aktiveringsenergin, fastställa lagarna för deras kemiska sammansättning och struktur som påverkar katalytisk effektivitet och ger en grund för forskning och design av nanozymer.
Baserat på detta granskade Zeyu och Hui den huvudsakliga katalytiska mekanismen för oxidoreduktaser, inklusive POD, OXD, CAT och SOD. De listade också nästan alla tillgängliga faktorer för reglering av nanozymaktivitet.
Eftersom olika nanozymer har distinkta egenskaper för ROS-produktion eller -rensning, sammanfattade Zeyu och Hui utförligt de representativa strategierna för EDT för att behandla olika typer av sjukdomar genom att reglera ROS-nivån, främst inklusive ROS-producerande baserade sjukdomar, såsom cancer, bakterieinfektion och ROS-rensande-involverade sjukdomar, inklusive inflammation och neurodegeneration.
Baserat på en grundlig förståelse och sammanfattning av klassificeringen och den katalytiska mekanismen för nanozymer, reglering av nanozymaktivitet samt forskningens framsteg för nanozymaktiverad/förstärkt enzymterapi, gav Zeyu och Hui också nya insikter om de utmaningar och möjligheter som EDT står inför . Denna omfattande recension är till nytta för utvecklingen av EDT-baserade terapeutiska strategier.
Mer information: Zeyu Wang et al, Enzyodynamisk terapi i nanoskala, MedComm—Biomaterials and Applications (2023). DOI:10.1002/mba2.53
Tillhandahålls av Sichuan International Medical Exchange and Promotion Association
