Zelfrijdende eiwitgebaseerde nanomotoren verbeteren kankertherapie door ferroptose te induceren

Beperkte penetratiediepte in tumorweefsels blijft de ontwikkeling van nanotherapeutica voor behandeling van kanker belemmeren. Een nieuwe zelfrijdende ferroptosis nano-inducer ontwikkeld door de Southern Medical University was in staat om een ​​diepere penetratie in tumorweefsels te bereiken en tegelijkertijd biocompatibel te blijven. Het werk, gepubliceerd in de International Journal of Extreme Manufacturinglegt de basis voor het ontwikkelen van biocompatibele, multifunctionele nanotherapeutica voor behandeling van kanker.

“Conventionele nanoplatforms kunnen geen actieve penetratie bereiken, wat leidt tot slechte penetratiediepte en efficiëntie in tumorweefsels,” zei Yingfeng Tu, de bijbehorende auteur op het papier en professor aan de School of Pharmaceutical Sciences, Southern Medical University. “Het kan het tumor -remmende effect van de nanoplatform verzwakken. Hier zeggen we, waarom niet een nanotherapeutisch ontwerpen die actief dieper in tumorweefsels kan doordringen via verbeterde diffusie?”

Ferroptosis, een nieuw gedefinieerde vorm van geprogrammeerde celdood, speelt een cruciale regulerende rol bij tumorontwikkeling. Daarom hebben onderzoekers onlangs op ferroptosis gebaseerde nanoplatforms ontwikkeld als een strategie voor behandeling van kanker, maar deze benaderingen worden nog steeds beperkt door slechte biocompatibiliteit, ondiepe tumorpenetratie en lage actief farmaceutisch ingrediënt (API) -belasting.

Om deze problemen aan te pakken, gebruikten TU en collega’s glutaaraldehyde als een verknopingsmiddel om actieve nanodeeltjes te fabriceren bestaande uit slechts twee endogene eiwitten: glucoseoxidase en ferritine. De resulterende zelfrijdende nanotherapeutica vertoonde verbeterde diffusie, waardoor diepere penetratie in tumorweefsels mogelijk was.

Door het synergetische effect van de twee componenten werd intracellulaire ferroptosis geïnduceerd, wat leidde tot celmembraanverstoring en de gelijktijdige vernietiging van meerdere tumorcelorganellen.

De onderzoekers brachten twee jaar door met een uitgebreide studie van hun zelfrijdende ferroptosis nano-inducer, waarmee ze de karakterisering, bewegingsgedrag en chemotactisch gedrag beoordelen. Bovendien evalueerden ze tumormemmende prestaties van de ontwikkelde nanotherapeutische zowel in vitro als in vivo.

“Biocompatibiliteit is een kwestie die meer aandacht verdient”, zegt de overeenkomstige auteur Yingfeng Tu. “Met het zuivere eiwitkader kan potentiële systemische toxiciteit worden geminimaliseerd. De zelfrijdende nanotherapeutische die we hebben ontwikkeld, is in staat tot diepere tumorpenetratie met verwaarloosbare toxiciteit tegelijkertijd. Wij geloven dat dit platform een ​​sterk potentieel heeft voor kankerbehandeling.”

De onderzoekers gaan door met het werk, in de hoop de tumorremmende effecten op andere types op andere kanker te verifiëren, waaronder niet-kleincellige longkanker. Ze zijn toegewijd aan het faciliteren van de vertaling van bank tot bed.