Onderzoekers ontwikkelen nabij-infrarood responsieve nanoassemblages voor gecombineerde borstkankertherapie

Onlangs hebben onderzoekers van het Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology (SIBET) van de Chinese Academie van Wetenschappen en de South China University of Technology samengewerkt om een ​​nabij-infrarood (NIR)-gestuurde nanoassemblages te ontwikkelen met een dubbele transformatie in grootte en lading voor de combinatie van fotogecontroleerde chemotherapie en immunotherapie bij borstkanker. Resultaten zijn gepubliceerd in Theranostiek.

Nanotechnologie heeft unieke voordelen bij het verbeteren van de biologische beschikbaarheid van slecht oplosbare stoffen, het bereiken van controleerbare en gerichte medicijnafgifte en het integreren van verschillende therapeutische modaliteiten op hetzelfde platform. Het wordt echter geconfronteerd met verschillende biologische barrières in praktische toepassingen, waaronder bloedcirculatie, transvasculair transport, misvormde tumorvaten en dichte extracellulaire tumormatrix. Als gevolg hiervan zijn de meeste nanodeeltjes voornamelijk gelokaliseerd rond de periferie van de tumor en is het moeilijk om in de tumor te penetreren om een ​​celdodend effect uit te oefenen.

In dit werk ontwierpen de onderzoekers diselenide-gebrugde mesoporeuze organosilica-nanodeeltjes als een reactieve zuurstofspecies (ROS) -responsieve kern voor het chemotherapeutisch middel doxorubicine (DOX) laden. Vervolgens bekleedden ze een indocyaninegroene (ICG)-hybride N-isopropylacrylamidelaag om een ​​warmtegevoelige schil te vormen.

“De negatief geladen thermogevoelige laag voorkomt DOX-lekkage, waardoor de bloedcirculatietijd wordt verlengd en de tumor zich snel ophoopt”, zegt Dong Wenfei van SIBET.

Bij bestraling met NIR-licht vergemakkelijken milde fotothermische effecten de dissociatie van de warmtegevoelige schaal om een ​​omkering van de negatieve naar positieve oppervlaktelading te bereiken. Ondertussen splitsen ICG-gegenereerde ROS de diselenidebinding van de organosilica-kern, wat resulteert in een snelle matrixafbraak die DOX-bevattende kleinere fragmenten produceert (115 nm tot 20 nm).

Een dergelijke NIR-lichtgestuurde lading en dual-transformeerbare nanoassemblage van grootte vergemakkelijkt tumoraccumulatie en diepe penetratie, verbetert de werkzaamheid van chemotherapie en induceert krachtige immunogene celdoodeffecten in vitro en in vivo.

In dierstudies, gecombineerd met geprogrammeerde celdood eiwit-1 checkpoint-blokkade, blokkeerde het nanosysteem de primaire tumorgroei en longmetastase van borstkanker aanzienlijk, waardoor de toxische bijwerkingen van gratis medicijnen aanzienlijk werden verminderd.

Deze studie biedt een nieuw platform voor veilige en effectieve combinatietherapie voor borstkanker. Het onderzoeksteam zal de antilichamen op het oppervlak van de nanoassemblage wijzigen om de actieve targeting van tumoren te verbeteren en proberen het systeem te gebruiken om genbewerkingstools voor gentherapie van tumoren te dragen.