ACS Nano. 26.11.2019;13(11):12912-12928. doi: 10.1021/acsnano.9b05425. Epub 2019, 29. Okt..
Tumor Microenvironment Responsive Shape-Reversal Self-Targeting Virus-Inspired Nanodrug for Imaging-Guided Near-Infrared-II Photothermal Chemotherapy
Yang Li 1 2 3, Jinyan Lin 2, Peiyuan Wang 1 2 3, Qiang Luo 1 2 3 , Huirong Lin 4, Yun Zhang 1 3, Zhenqing Hou 5, Jingfeng Liu 1 2 3, Xiaolong Liu 1 2 3
Zusammenfassung
Auf die Tumormikroumgebung reagierende multimodale synergistische theranostische Strategien können die therapeutische Wirksamkeit erheblich verbessern und gleichzeitig schwere Nebenwirkungen vermeiden. Inspiriert von der Tatsache, dass eine spezielle Morphologie die photothermische Umwandlungseffizienz (PCE) und die zelluläre Abgabe verbessern kann, haben wir ein auf die saure Tumormikroumgebung reagierendes, von einem metallorganischen Virus inspiriertes Nanoarzneimittel mit Formumkehr entwickelt, um die PCE im nahen Infrarot (NIR) II zu verbessern und die Zellzahl zu erhöhen Adhäsion und Aktivierung des Tumor-Targetings. Zunächst wurden eine NIR-I-Fluoreszenzsonde (IR825), ein Chemo-Medikament (Pemetrexed, PEM) und ein Seltenerdmetallion (Nd(III)) ausgewählt, um durch koordinationsgesteuerte Anordnung ein virusähnliches Nano-Medikament zu synthetisieren. Anschließend wurde die spitzenartige Oberfläche des Nanoarzneimittels weiter durch eine säureempfindliche Poly(ethylenglykol)-„Hülle“ getarnt, um hierarchische Nanoanordnungen aus Viruskern und Kugel-Hülle zu schaffen, die die Immunabwehr wirksam verhindern und die systemische Durchblutung verlängern könnten. Interessanterweise könnte die saure Mikroumgebung des Tumors die Ablösung der Hülle von Nanoanordnungen zur Formumkehr auslösen, um eine virusähnliche Oberfläche zu erzeugen, gefolgt von einer erneuten Exposition von PEM, um die zelluläre Internalisierung synergistisch zu verstärken und gleichzeitig die NIR-II-PCE zu verbessern. Durch die Verwendung des von der Hülle abgetrennten, virusähnlichen Nanoarzneimittelkerns kann die für die Tumormikroumgebung spezifische verstärkte photothermische NIR-II-Chemotherapie unter der präzisen Führung der Fluoreszenz-/photoakustischen Bildgebung realisiert werden, wodurch eine vollständige Tumoreliminierung ohne erneutes Auftreten in einem einzigen Behandlungszyklus erreicht wird. Wir gehen davon aus, dass die Integration der Reaktionsfähigkeit der Tumormikroumgebung mit der Formumkehr von „Kugel zu Virus“ eine vielversprechende Strategie für eine gezielte biomimetische Krebstherapie darstellen wird.
Schlüsselwörter: Photothermische NIR-II-Therapie; Chemotherapie; Formumkehr; Reaktion der Tumormikroumgebung; von Viren inspiriertes Nanomedikament.
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