Med hjälp av Steady-State High Magnetic Field Experimental Facility har forskare under ledning av prof. Wang Hui från Hefei Institutes of Physical Science vid den kinesiska vetenskapsakademin, i samarbete med forskare från University of Washington, konstruerat en fotoresponsiv kolinkapslad magneto nanodonut (CEMNDs) nanoenzym med dubbel katalytisk aktivitet för fototermiskt förstärkt kemodynamisk cancersynergistisk terapi.
Resultaten publicerades i Advanced Healthcare Materials .
Järnbaserad nanoenzymmedierad kemodynamisk terapi (CDT) har rönt stor uppmärksamhet de senaste åren för katalytisk tumörterapi. Men det begränsade upptaget av järnbaserade nanoenzymer av tumörceller och den svaga frisättningen av järnjoner gör cancerbehandlingen utmanande.
Det är effektivt att skapa den kvasi-tvådimensionella strukturen av det järnbaserade nanoenzymet för att förbättra upptaget av tumörceller. Den kvasi-tvådimensionella strukturen hos det järnbaserade nanoenzymet leder till en ökad specifik yta, vilket möjliggör snabbare frisättning av järnjoner och förbättrad Fenton-reaktion hydroxylradikal (·OH) bildning, vilket optimerar tumörterapi.
I den här studien introducerade forskarna ljuskänsliga CEMNDs som uppvisade dubbla katalytiska aktiviteter för CDT.
"CEMND kan ackumuleras inom tumörställen och penetrera tumörceller, där de fungerar som peroxidasenzymer för att omvandla H2 O2 till ·OH," sade Meng Xiangfu, första författare till studien, "denna katalytiska process inducerar riktad tumörcelldöd."
Kolskiktet på CEMNDs konstruerade med den solvotermiska metoden kunde förbättra stabiliteten och biokompatibiliteten hos nanoenzymet.
Den tvådimensionella konstruktionen av CEMND förbättrade upptagningshastigheten av CEMNDS i tumörceller, accelererade frisättningen av järnjoner och Fenton-reaktionen i tumörens mikromiljö och insåg den terapeutiska förmågan hos CDT. Glutationoxidasaktiviteten hos CEMND främjade oxidationen av glutation, skyddade ·OH som bildades av Fenton-reaktionen och förbättrade den terapeutiska effekten av CDT.
Dessutom kunde den optiska absorptionen av CEMND i det andra området nära infrarött fönster (NIR-II) effektivt omvandla ljusenergi till värmeenergi, vilket ytterligare förverkligade fototermiskt förbättrad cancerkemodynamisk terapi.
Resultaten av denna studie lovar att utveckla cancerbehandlingsmetoder, enligt forskarna.
Mer information: Xiangfu Meng et al, Carbon-Encapsulated Magnetite Nanodoughnut som ett NIR-II-responsivt nanozym för synergistisk kemodynamisk-fototermisk terapi, Avancerat hälsovårdsmaterial (2023). DOI:10.1002/adhm.202301926
Journalinformation: Avancerat vårdmaterial
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
