Kürzlich haben Forscher des Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology (SIBET) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der South China University of Technology zusammengearbeitet, um Nahinfrarot (NIR)-gesteuerte Nanoanordnungen mit doppelter Größen- und Ladungstransformation für die Kombination von zu entwickeln Photokontrollierte Chemotherapie und Immuntherapie bei Brustkrebs. Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht Theranostik.
Die Nanotechnologie hat einzigartige Vorteile bei der Verbesserung der Bioverfügbarkeit schwerlöslicher Substanzen, der Erzielung einer kontrollierbaren und gezielten Arzneimittelfreisetzung und der Integration verschiedener therapeutischer Modalitäten auf derselben Plattform. In praktischen Anwendungen ist es jedoch mit verschiedenen biologischen Barrieren konfrontiert, darunter Blutzirkulation, transvaskulärer Transport, missgebildete Tumorgefäße und dichte extrazelluläre Tumormatrix. Infolgedessen sind die meisten Nanopartikel hauptsächlich um die Peripherie des Tumors lokalisiert, und es ist schwierig, in den Tumor einzudringen, um eine zelltötende Wirkung auszuüben.
In dieser Arbeit entwarfen die Forscher diselenidverbrückte mesoporöse Organosilica-Nanopartikel als auf reaktive Sauerstoffspezies (ROS) reagierenden Kern für die Beladung mit dem chemotherapeutischen Wirkstoff Doxorubicin (DOX). Dann beschichteten sie eine Indocyaningrün (ICG)-Hybrid-N-Isopropylacrylamid-Schicht, um eine wärmeempfindliche Hülle zu bilden.
„Die negativ geladene wärmeempfindliche Schicht verhindert das Austreten von DOX, was zu einer verlängerten Durchblutungszeit und einer hohen Tumoransammlung führt“, sagte Dong Wenfei von SIBET.
Bei Bestrahlung mit NIR-Licht erleichtern milde photothermische Effekte die Dissoziation der wärmeempfindlichen Hülle, um eine Negativ-zu-Positiv-Oberflächenladungsumkehr zu erreichen. In der Zwischenzeit spalten ICG-erzeugte ROS die Diselenidbindung des Organosilica-Kerns, was zu einem schnellen Matrixabbau führt, der DOX-haltige kleinere Fragmente (115 nm bis 20 nm) erzeugt.
Eine solche durch NIR-Licht gesteuerte, doppelt umwandelbare Nanoanordnung mit Ladung und Größe erleichtert die Tumorakkumulation und das tiefe Eindringen, verbessert die Wirksamkeit der Chemotherapie und induziert starke immunogene Zelltodeffekte in vitro und in vivo.
In Tierversuchen blockierte das Nanosystem in Kombination mit der Checkpoint-Blockade des programmierten Zelltodproteins 1 signifikant das primäre Tumorwachstum und die Lungenmetastasierung von Brustkrebs, wodurch die toxischen Nebenwirkungen freier Medikamente stark reduziert wurden.
Diese Studie bietet eine neue Plattform für eine sichere und wirksame Kombinationstherapie bei Brustkrebs. Das Forschungsteam wird die Antikörper auf der Oberfläche der Nanoanordnung modifizieren, um das aktive Targeting von Tumoren zu verbessern, und versuchen, das System zu verwenden, um Gen-Editing-Tools für die Gentherapie von Tumoren zu transportieren.
Jiahui Peng et al, Ein lichtgetriebener Dual-Nanotransformator mit tiefer Tumorpenetration für eine effiziente Chemo-Immuntherapie, Theranostik (2022). DOI: 10.7150/thno.68756