Längliche Nanopartikelaggregate in Krebszellen zur mechanischen Zerstörung mit niederfrequentem rotierendem Magnetfeld
Yajing Shen, Congyu Wu, Taro QP Uyeda, Gustavo R. Plaza, Bin Liu, Yu Han, Maciej S. Lesniak, Yu Cheng
Zusammenfassung
Magnetische Nanopartikel (MNPs), die mit Targeting-Einheiten funktionalisiert sind, können bestimmte Zellkomponenten erkennen und unter einem Magnetfeld eine mechanische Betätigung auslösen. Ihre Größe reicht aus, um Tumore zu erreichen und Krebszellen anzugreifen. Aufgrund der nanometrischen Größe ist die von MNPs erzeugte Kraft jedoch geringer als die Kraft, die erforderlich ist, um Schlüsselkomponenten von Zellen weitgehend aufzubrechen. Hier zeigen wir den magnetischen Zusammenbauprozess der Nanopartikel im Inneren der Zellen, um längliche Aggregate mit der Größe zu bilden, die zur Erzeugung erhöhter mechanischer Kräfte erforderlich ist. Wir synthetisierten mit Zink dotierte Eisenoxid-Nanopartikel, um eine hohe Magnetisierung zu erreichen, und funktionalisierten sie mit dem Peptid des epidermalen Wachstumsfaktors (EGF), um Krebszellen anzugreifen. Unter einem niederfrequenten rotierenden Magnetfeld bei 15 Hz und 40 mT, Die internalisierten EGF-MNPs bildeten längliche Aggregate und erzeugten Hunderte von pN, die das Plasma und die lysosomalen Membranen dramatisch schädigten. Die physikalische Störung, einschließlich des Austritts lysosomaler Hydrolasen in das Zytosol, führte zum programmierten Zelltod und zur Nekrose. Unsere Arbeit liefert eine neuartige Strategie zur Entwicklung magnetischer Nanomedikamente zur mechanischen Zerstörung von Krebszellen.
Schlüsselwörter: Gehirnkrebszellen; Funktionalisierte magnetische Nanopartikel; Lysosomenschaden; Magnetomechanische Betätigung; Schädigung der Plasmamembran.
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