En forskargrupp ledd av forskare vid National University of Singapore (NUS) har utvecklat en ny typ av nanozym som kan generera singletsyre i en hypoxisk miljö. Detta genombrott kan leda till utvecklingen av mer effektiva cancerbehandlingar och andra tillämpningar som kräver produktion av singletsyre.

Singlet syre är en mycket reaktiv form av syre som kan skada celler och DNA, vilket gör det till ett lovande terapeutiskt medel för cancer och andra sjukdomar. De flesta konventionella metoder för att generera singlettsyre kräver emellertid närvaro av syre, vilket begränsar deras effektivitet i hypoxiska miljöer såsom solida tumörer.

NUS-teamets nya nanozym är baserat på en enda järnatom inbäddad i en kolmatris. Detta nanozym kan effektivt generera singlettsyre även i frånvaro av syre, vilket gör det till en lovande kandidat för hypoxitoleranta cancerterapier.

Utöver dess potential för cancerbehandling kan det nya nanozymet också användas i andra applikationer som kräver produktion av singlettsyre, såsom vattenrening och desinfektion.

Resultaten från NUS-teamet publicerades i tidskriften Nature Nanotechnology.

Bakgrund

Singletsyre är en mycket reaktiv form av syre som har två oparade elektroner. Detta gör det mycket mer reaktivt än det vanligare triplettsyren, som har två parade elektroner. Singletsyre kan reagera med en mängd olika molekyler i celler, inklusive DNA, proteiner och lipider, och orsaka skador som kan leda till celldöd.

Singletsyre produceras naturligt i kroppen av en mängd olika enzymer, inklusive NADPH-oxidas och xantinoxidas. Produktionen av singlettsyre är dock ofta hårt reglerad, eftersom det kan vara skadligt för celler.

Under senare år har det funnits ett växande intresse för att använda singletsyre som ett terapeutiskt medel för cancer och andra sjukdomar. Singlet syre kan döda cancerceller genom att skada deras DNA och andra cellulära komponenter. De flesta konventionella metoder för att generera singlettsyre kräver emellertid närvaro av syre, vilket begränsar deras effektivitet i hypoxiska miljöer såsom solida tumörer.

NUS-teamets nya nanozym

NUS-teamets nya nanozym är baserat på en enda järnatom inbäddad i en kolmatris. Detta nanozym kan effektivt generera singletsyre även i frånvaro av syre, vilket gör det till en lovande kandidat för hypoxitoleranta cancerterapier.

Nanozymet fungerar genom att använda järnatomen för att katalysera reaktionen av väteperoxid och bikarbonat för att bilda singletsyre. Denna reaktion kräver inte syre, så nanozymet kan fortfarande producera singletsyre i hypoxiska miljöer.

Möjliga applikationer

NUS-teamets nya nanozym kan ha ett antal potentiella tillämpningar inom cancerbehandling och andra områden. Några potentiella tillämpningar inkluderar:

* Cancerterapi: Nanozymet skulle kunna användas för att leverera singletsyre direkt till cancerceller och döda dem samtidigt som friska celler lämnas oskadda.

* Vattenrening: Singletsyre kan användas för att döda bakterier och andra mikroorganismer i vatten, vilket gör det till ett potentiellt vattenreningsmedel.

* Desinfektion: Singlet syre kan också användas för att desinficera ytor, vilket gör det till ett potentiellt verktyg för infektionskontroll.

NUS-teamet arbetar för närvarande med att vidareutveckla sitt nanozym och utforska dess potentiella tillämpningar.