Wetenschappers stellen voor om met koolstof beklede magnetiet nanoclusters te gebruiken voor synergetische kankertherapie

Prof. Wang Hui, samen met prof. Lin Wenchu ​​en associate prof. Qian Junchao van de Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) van de Chinese Academie van Wetenschappen, hebben onlangs een nabij-infrarood (NIR)-II-responsieve koolstofgecoate ijzeroxide nanocluster die werd geleid door magnetische resonantiebeeldvorming en in staat was tot gecombineerde fotothermische en chemodynamische therapie (CDT), voor synergetische kankerbehandeling.

De resultaten zijn gepubliceerd in WETENSCHAP CHINA Materialen.

Als veelbelovende behandelingsstrategie is CDT een hotspot geworden in kankeronderzoek vanwege de eenvoudige bediening en de lage bijwerkingen. Het basisprincipe van CDT is dat de nanozymen de intracellulaire Fenton-reactie activeren, wat leidt tot de overproductie van hydroxylradicalen, die giftig zijn voor kankercellen. Magnetiet nanokristallen worden veel gebruikt als Fenton-reagentia vanwege hun niet-invasieve beeldvormende vermogen en goede biocompatibiliteit. Het ferromagnetische gedrag en de gemakkelijke oxidatie van magnetiet nanokristallen leiden echter tot colloïdale instabiliteit als nanozymen en beperken de door beeldvorming geleide kankertherapie in praktische toepassingen.

In deze studie gebruikten de onderzoekers een eenstaps solvothermische methode om met koolstof beklede magnetiet nanoclusters (CCMNC’s) met optische absorptie in de NIR-II (1.000–1.100 nm) te produceren door de clusterstructuur en koolstofcoating van magnetiet nanokristallen af ​​te stemmen.

“De CCMNC’s hebben een superparamagnetische aard en een snelle magnetische respons voor scheiding, waardoor ze kunnen worden gebruikt als contrastmiddel voor T2-gewogen MRI”, zegt Wang Hui, die het team leidde.

Hij legde verder uit hoe de CCMNC’s werkten. Fe²⁺ en Fe³⁺ werden gevonden bij het oplossen van CCMNC’s in de micro-omgeving van tumoren. Fe²⁺ produceerde ·OH in situ in cellen en muizen, die op hun beurt kankercellen doodden en tumorgroei remden door middel van CDT-effecten. Fe³⁺ zou de intracellulaire glutathionspiegels kunnen verlagen en de schadelijke effecten veroorzaakt door ·OH kunnen versterken, waardoor de CDT-efficiëntie wordt verbeterd.

Ze concludeerden dat de CCMNC’s NIR-II-straling effectief konden absorberen en omzetten in cytotoxische warmte, waardoor de CDT-efficiëntie van de tumor werd verbeterd en synergetische therapeutische effecten werden geproduceerd.