具有自我放大O2和级联化学药物合成的铜协调工程纳米反应器,用于增强的声动力学介导瘤治疗

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 纳米技术 纳米技术
• 在瘤学瘤学.

背景情况:

• 在瘤微环境 (TME) 内的化疗药物合成对于协同瘤治疗至关重要.
• 声动力疗法 (SDT) 为癌症治疗提供了一种有前途的方法.
• 开发高效的纳米反应器用于向药物输送和治疗是一个活跃的研究领域.

研究的目的:

• 为在瘤细胞中构建一个工程化纳米反应器 (DCI) 进行自我放大反应性氧物种 (ROS) 和级联化疗药物合成.
• 评估DCI纳米反应器在光声学 (PA) 和近红外光 (NIRF) 成像方面的能力.
• 调查DCI纳米反应器在增强声动力学介导协同瘤疗法的有效性.

主要方法:

• 协调驱动的共组装绿色的氨酸 (ICG),铜离子 (Cu2+) 和1,5-二氨 (DHN) 形成DCI纳米反应器.
• 静脉注射DCI并评估其瘤组织积累和成像特性.
• 在瘤细胞 (酸性溶解体和声动力辐射) 中,DCI的刺激反应分解,以触发药物生成和ROS放大.
• 评估Cu2+催化过氧化 (H2O2) 的分解和SDT诱导的单片氧 (1O2) 生成.
• 将DHN氧化为氧纳丁 (HPN),以增加毒性.

主要成果:

• 选择性地在瘤组织中积累的DCI纳米反应器,与自由ICG相比,呈现出优异的PA和NIRF成像.
• 内部化DCI迅速分解,产生化疗药物,并在刺激下放大ROS.
• 释放的Cu2+有效地将H2O2分解为基和O2,缓解瘤缺氧并提高SDT的效率.
• SDT产生的1O2有效地将DHN氧化成更有毒的HPN.

结论:

• DCI纳米反应器为协同瘤治疗提供了一个多功能平台.
• 这一策略使得在瘤细胞内的有效的现场药物合成和ROS放大成为可能.
• 开发的纳米反应器显示出在推进以声动力学为媒介的癌症治疗方面具有重大潜力.