Op nanomaterialen gebaseerde strategieën voor de behandeling van hypoxische tumoren

Hypoxie is een typisch kenmerk van de meeste tumoren, vanwege de snelle consumptie van zuurstof door tumorweefsel over de aanvoer door misvormde en abnormale tumorvasculatuur. Hypoxie in tumorweefsel bevordert de kans op tumormetastase en geeft hypoxietolerante tumorcellen resistentie tegen sommige tumortherapieën, waaronder chemotherapie, radiotherapie, fotodynamische therapie en immunotherapie.

Nanomaterialen zijn snel ontwikkeld, wat nieuwe gebieden opent in biomedische toepassingen. Nanomaterialen die met medicijnen zijn uitgerust, kunnen zich gemakkelijker in tumorweefsels ophopen in vergelijking met kleine moleculen. Nanomaterialen zijn ook gemakkelijk te modificeren en bewapend met versterkende multifuncties, wat gunstig is voor tumortherapie.

Een strategie is om het zuurstofniveau in tumorweefsels direct te verhogen. Zuurstofhoudende nanomaterialen, zuurstofgenererende nanomaterialen en zuurstofbesparende nanomaterialen worden gebruikt om de hypoxische tumoromgeving te verlichten. Naarmate het zuurstofniveau op de tumorplaats stijgt, wordt de resistentie tegen tumortherapieën van hypoxie-tolerante tumorcellen verminderd en zijn de tumortherapieën effectiever.

Een andere strategie is om de zuurstofafhankelijkheid te verminderen. Het is gemakkelijk te begrijpen dat therapieën die onafhankelijk zijn van zuurstof, krachtige wapens zijn om hypoxische tumoren te behandelen. Vrije radicalen zijn stoffen met sterk oxiderende eigenschappen, die celdood kunnen veroorzaken. Radicaal-genererende nanomaterialen kunnen worden gebruikt om tumoren met zuurstofafhankelijkheid te behandelen. Bovendien spelen sommige gasvormige moleculen een essentiële rol bij fysiologische modulatie, en kunnen therapeutische gasgenererende nanomaterialen de afgifte van gas voor hypoxische tumortherapie regelen.

In een nieuw overzicht gepubliceerd in het in Beijing gevestigde National Science Reviewpresenteren wetenschappers van Wuhan University en South-Central University for Nationalities, China, de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van nanomaterialen voor de behandeling van hypoxische tumoren. Xian-Zheng Zhang et al. samengevatte nanomaterialen voor de behandeling van hypoxische tumoren met verschillende strategieën: 1) Verhogen van zuurstofniveaus in tumoren door nanomaterialen (zuurstofdragende nanomaterialen, zuurstofgenererende nanomaterialen, zuurstofbesparende nanomaterialen) voor verbeterde zuurstofafhankelijke tumortherapie en 2) afnemende zuurstofafhankelijkheid van nanomaterialen (therapeutische gasgenererende nanomaterialen en radicaalgenererende nanomaterialen) voor hypoxische tumortherapie worden besproken.

Ze schetsten ook de mogelijke ontwikkelingsrichting van toekomstige nanomaterialen voor de behandeling van hypoxische tumoren. “Zuurstofhoudende nanomaterialen of zuurstofgenererende nanomaterialen zijn moeilijk te gebruiken om de hypoxie voor tumortherapie voortdurend te verlichten”, zei Zhang. “Het is noodzakelijk om nanomaterialen te ontwikkelen met een controleerbare en aanhoudende afgifte van zuurstof in een tumorplaats, wat gunstig kan zijn voor synergetische therapie.”