Advanced,Science,|,復旦大學易濤等一種活性氧(ROS)啟動的聚集策略,用於成像引導下的腫瘤精准治療

腫瘤微環境反應性納米藥物為成像指導下的精准治療提供了很好的機會,同時减少了副作用。考慮到抗腫瘤效果與納米藥物的大小密切相關,開發一種在腫瘤微環境中可調節大小的治療系統尤為重要,這仍然是納米治療學領域的一個巨大挑戰。癌症是現時威脅人類健康和嚴重降低生活質量的最嚴重疾病之一。

來源:iNature Life(ID:iNature_Lifes)

腫瘤微環境反應性納米藥物為成像指導下的精准治療提供了很好的機會,同時减少了副作用。考慮到抗腫瘤效果與納米藥物的大小密切相關,開發一種在腫瘤微環境中可調節大小的治療系統尤為重要,這仍然是納米治療學領域的一個巨大挑戰。

2021年7月8日,來自復旦大學易濤和東華大學魏鵬等研究團隊在Advanced Science上線上發表了題為“HOCl-Activated Aggregation of Gold Nanoparticles forMultimodality Therapy of Tumors”的研究論文,報告了一種活性氧(ROS)啟動的聚集策略,用於成像引導下的腫瘤精准治療。

癌症是現時威脅人類健康和嚴重降低生活質量的最嚴重疾病之一。傳統的化療往往顯示出較差的腫瘤特异性,並使癌症患者遭受嚴重的毒副作用。囙此,迫切需要更準確和有效的治療。最近,腫瘤微環境(TME)反應型智慧治療系統在癌症治療領域引起了越來越多的關注,因為它們可以利用腫瘤和正常組織微環境的差异,從而减少副作用。

TME表現出一些可辨認的生理特徵,如輕度酸性的pH值、缺氧、高水准的活性氧(ROS)、過量的GSH和特定酶的過度表達。這些特徵可以作為刺激物,誘導藥物的化學結構或物理性質發生特定變化,以實現腫瘤特异性治療,减少副作用。

眾所周知,納米藥物可以通過增强滲透性和穿透性(EPR)效應被動地傳遞到腫瘤部位。然而,納米藥物的抗腫瘤效果與它們的大小密切相關。例如,大的納米顆粒(>100納米)比較好,可以利用EPR效應,但由於細胞外基質緻密和這些組織的間質壓力升高,不能完全滲入腫瘤組織,從而導致治療效果不明顯。小的納米顆粒(<20納米)顯示出更好的腫瘤滲透能力,在腫瘤組織內擴散更均勻。然而,它們很容易被抽回血液並迅速排出體外,導致腫瘤積累不足。囙此,開發一種在TME中可調整大小的治療系統尤為重要。

構建TME反應性療法的一般策略是將功能資料或藥物結合到TME反應性納米籠中,TME可將其解離以解開藥物,導致納米藥物的尺寸收縮。這將導致腫瘤蓄積不足,因為小藥物會迅速從腫瘤組織中排出。囙此,能够充分利用納米粒子優勢的刺激誘導尺寸聚集系統更加有效。不幸的是,現時報導的刺激反應性聚集系統是非常緩慢的。

與刺激物的敏感度和反應時間是設計可調整大小的納米粒子的關鍵因素。如果納米顆粒的反應時間太長,在聚集發生之前,大部分原來的小納米顆粒可能會被消除。囙此,構建一個聚集系統是很重要的,它可以被腫瘤區域高表達的活性物質迅速啟動。

ROS的高表達是實體瘤的典型特徵,可作為啟動抗腫瘤治療的觸發器。ROS已被廣泛用作癌症治療的尺寸收縮策略的典型刺激物,儘管需要高濃度的ROS以確保其療效。囙此,有必要開發一種納米粒子的聚集策略,它由TME ROS在體內觸發,具有快速效應和高靈敏度。

研究人員開發了一個平臺,它可以在HOCl的觸發下快速釋放含氨基或含羧基的化合物,用於成像和藥物設計,並進一步證實實體瘤區高表達的HOCl具有足够的活性,可以解開螢光探針,釋放螢光團和功能團。

金納米粒子(AuNPs)的光學吸收可以通過小的AuNPs聚集成較大的聚集體而被紅移到近紅外(NIR)區域,從而產生光熱治療(PTT)和光聲成像(PAI)功能。利用AuNPs和HOCl反應平臺的優异效能,通過使用與HOCl可啟動配體協調的AuNPs構建納米試劑。在HOCl的觸發下,AuNPs可以高效地聚集在一起,用於成像指導下的腫瘤聯合治療。

HOCl反應性AuNPs是由PEG-SH和HOCl敏感分子通過共價Au—S鍵附著在納米粒子表面而製成的。到達腫瘤組織後,AuNPs上的FDOCl-24分子被HOCl迅速裂解,暴露出正的氨基並釋放出近紅外發光的MB螢光團。在靜電相互作用的驅動下,納米粒子迅速聚集並在腫瘤中積累,誘發吸收的紅移,從而導致雷射照射下的PA成像訊號和PTT增强。此外,釋放的MB作為光敏劑可以應用於PDT,通過與PTT結合提高療效。這種納米平臺顯示了腫瘤治療學的獨特特點,1)與其他納米治療劑相比,易於製備;2)對HOCl的高敏感性和TME中AuNPs的快速聚集;3)通過PTT和PDT的結合,增强PA成像和腫瘤抑制。

參考消息:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202100074

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本文標題: Advanced,Science,|,復旦大學易濤等一種活性氧(ROS)啟動的聚集策略,用於成像引導下的腫瘤精准治療
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