Wissenschaftler schlagen vor, kohlenstoffbeschichtete Magnetit-Nanocluster für eine synergistische Krebstherapie zu verwenden

Prof. Wang Hui hat zusammen mit Prof. Lin Wenchu ​​und assoziiertem Prof. Qian Junchao von den Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften kürzlich über eine Kohlenstoffbeschichtung berichtet, die auf das nahe Infrarot (NIR)-II reagiert Eisenoxid-Nanocluster, der durch Magnetresonanztomographie gesteuert wurde und für eine kombinierte photothermische und chemodynamische Therapie (CDT) geeignet ist, zur synergistischen Krebsbehandlung.

Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht WISSENSCHAFT CHINA Materialien.

Als vielversprechende Behandlungsstrategie hat sich CDT aufgrund seiner einfachen Handhabung und geringen Nebenwirkungen zu einem Hot Spot in der Krebsforschung entwickelt. Das Grundprinzip von CDT besteht darin, dass die Nanozyme die intrazelluläre Fenton-Reaktion aktivieren, was zu einer Überproduktion von Hydroxylradikalen führt, die für Krebszellen toxisch sind. Magnetit-Nanokristalle werden aufgrund ihrer nicht-invasiven Bildgebungsfähigkeit und guten Biokompatibilität häufig als Fenton-Reagenzien verwendet. Das ferromagnetische Verhalten und die leichte Oxidation von Magnetit-Nanokristallen führen jedoch zu einer kolloidalen Instabilität als Nanozyme und schränken die bildgebende Krebstherapie in praktischen Anwendungen ein.

In dieser Studie verwendeten die Forscher eine einstufige solvothermale Methode, um kohlenstoffbeschichtete Magnetit-Nanocluster (CCMNCs) mit optischer Absorption im NIR-II (1.000–1.100 nm) herzustellen, indem sie die Clusterstruktur und die Kohlenstoffbeschichtung von Magnetit-Nanokristallen abstimmten.

„Die CCMNCs besitzen eine superparamagnetische Natur und eine schnelle magnetische Reaktion zur Trennung, wodurch sie als Kontrastmittel für die T2-gewichtete MRT verwendet werden können“, sagte Wang Hui, der das Team leitete.

Er erklärte weiter, wie die CCMNCs arbeiteten. Fe2+ ​​und Fe3+ wurden bei der Auflösung von CCMNCs in der Tumormikroumgebung gefunden. Fe2+ ​​produzierte ·OH in situ in Zellen und Mäusen, was wiederum Krebszellen tötete und das Tumorwachstum durch CDT-Effekte hemmte. Fe3+ könnte die intrazellulären Glutathionspiegel verringern und die schädlichen Wirkungen verstärken, die durch ·OH verursacht werden, wodurch die CDT-Effizienz verbessert wird.

Sie kamen zu dem Schluss, dass die CCMNCs NIR-II-Strahlung effektiv absorbieren und in zytotoxische Wärme umwandeln können, wodurch die Tumor-CDT-Effizienz verbessert und synergistische therapeutische Wirkungen erzeugt werden.