Advanced,Science,|,深圳大学唐本忠等开发了新型PDT策略为优化癌症治疗提供新思路

光动力疗法一直被认为是一种有前途的癌症治疗方法。然而,传统PDT的高氧依赖性极大地损害了其整体治疗效果,尤其是在缺氧的实体瘤中。探索独特的PDT策略,包括高性能的低氧依赖性光敏剂和突出的药物输送系统,是一项有吸引力而又具有重大挑战性的任务。鉴于这种情况,基于对氧气依赖性较低的I型PSs的PDT将是一种更有前途的癌症治疗策略。

来源:iNature Life(ID:iNature_Lifes)

光动力疗法(PDT)一直被认为是一种有前途的癌症治疗方法。然而,传统PDT的高氧依赖性极大地损害了其整体治疗效果,尤其是在缺氧的实体瘤中。探索独特的PDT策略,包括高性能的低氧依赖性光敏剂(PSs)和突出的药物输送系统,是一项有吸引力而又具有重大挑战性的任务。

2021年5月21日,来自深圳大学唐本忠、王东等研究团队在Advanced Science上在线发表了题为“GoodSteel Used in the Blade: Well-Tailored Type-I Photosensitizers withAggregation-Induced Emission Characteristics for Precise Nuclear TargetingPhotodynamic Therapy”的研究论文,首次制作了基于具有聚集诱导发射(AIE)特性的I型PSs的精确核靶向PDT策略。

不可否认,癌症是最复杂的难治性疾病之一,其发病率越来越高,死亡率极高,给全世界的人类健康留下了严重的威胁。如今,作为一种新兴的癌症微创治疗方式,光动力疗法(PDT)凭借其高时空精度和精确的可控性,引起了人们强烈的研究兴趣。

在光的激活下,受激的光敏剂(PSs)发生I型(电子转移)和/或II型(能量转移)反应,产生破坏性的活性氧(ROS),通过诱导细胞凋亡或坏死、血管损伤以及可能的免疫反应来损害暴露的肿瘤部位。目前使用的绝大多数PSs是II型PSs,本质上依赖氧气产生单线态氧。II型PDT在实体瘤普遍异常的微环境中,由于肿瘤细胞的侵袭性增殖和血液供应不足而导致氧气极度短缺。

为了克服这一障碍,最近提出了许多旨在增加瘤内氧气灌注或生成的创新方法,这些方法能够部分地解决这一问题,但往往会引起不良的副作用,如高氧性发作和气压创伤问题。

鉴于这种情况,基于对氧气依赖性较低的I型PSs的PDT将是一种更有前途的癌症治疗策略。受激的I型PSs可以将电子转移到周围的底物和氧气,产生ROS物种,如超氧化物和羟基自由基。超氧化物应该是I型过程的主要前体,可以通过二次反应进一步转化为化学反应性更强、毒性更大的-OH,最终伴随着氧气的产生。

-OH被认为是生物学中最具攻击性的活性氧中心自由基,它可以直接与各种重要的生物大分子发生反应,从而发挥放大的PDT反应。值得注意的是,由于氧气在这些级联生物反应中是可回收的,所以固体肿瘤的缺氧状况可以得到部分缓解。因此,具有高活性自由基生成和更强缺氧耐受性的I型PDT将是一个吸引人的选择,可以克服传统II型PDT的局限性,为实体瘤治疗开辟一条新途径。

然而,由于生物安全性令人担忧,可重复性差,以及复杂成分引起的药代动力学问题,迄今报道的I型过程的方法,如天线-富勒烯共轭物,无机纳米复合材料,有机金属复合物,和金属有机框架,都远非临床应用的理想选择。

该研究在两种合成的AIE PSs中,TTFMN被证明表现出卓越的AIE特性和更强的I型活性氧(ROS)生成效率,这分别是由于引入了四苯基乙烯和更小的单子-三子能量间隙。借助于溶酶体酸激活的TAT-多肽调制的双亲聚合物聚(乳酸)K-聚(乙二醇)K-琥珀酸酐调制的TAT,相应的TTFMN负载的纳米粒子伴随着酸触发的核靶向特性,可以在肿瘤部位快速积累,有效地在核区生成I型ROS,并在白光照射下显著抑制肿瘤生长,同时系统毒性最小。

总之,这种微妙的"好钢用在刀刃上"的策略极大地提高了PDT的疗效,并为优化癌症治疗提供了一个概念性和实用性的范式,进一步促进了转化医学。

参考消息:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202100524

本文版权归原作者所有,文章内容不代表平台观点或立场。如有关于文章内容、版权或其他问题请与我方联系,我方将在核实情况后对相关内容做删除或保留处理!

随便看看别的百科