Bir aminoasit ile yüklenmiş ve bir enzim ile donatılmış biyouyumlu nanokapsüller şimdi iki anti-tümör stratejisini sinerjik bir tedavi konseptiyle birleştiriyor. Araştırmacılar, bunun etkinliğinı artırmasını ve yan etkilerini azaltmasını umuyorlar. Angewandte Chemie dergisinde bilim adamları bu kavramı açıklıyor: Tümör hücreleri besin glikozundan yoksun, zehirli azot monoksit (NO) ve hidrojen peroksit (H2O2) haline dönüşüyor.
NO, dumana neden olan toksik bir gazdır. Bununla birlikte, vücuttaki düşük konsantrasyonlarda, dolaşım ve libido gibi şeyleri düzenleyen önemli bir haberci molekül. Ayrıca mantarlara ve bakterilere karşı önemli bir fizyolojik savunma silahıdır. Daha yüksek konsantrasyonlarda NO, tümör hücrelerini öldürebilir ve fotodinamik ve radyolojik tedavilerin etkinliğini artırabilir. Klinik kullanım için, hedef bölgede biyouyumlu bir öncüden NO salınması gerekmez.
Doğal amino asit L-arginin (L-Arg) böyle bir sistemde faydalı olabilir, çünkü yerli enzim uyarılabilir.NO sentez (iNOS) NO’yu L-Arg’den yapar. NO, aynı zamanda, L-Arg, H2O2 ile oksitlendiğinde oluşur. Bu ilginçtir, çünkü tümörler etrafındaki mikro çevre, H2O2 bakımından zengindir. NO gaz tedavisine yönelik bu yaklaşım, Shenzhen Üniversitesi (Çin), Ulusal Sağlık Enstitüsü (Bethesda, ABD) ve Maryland Üniversitesi (College Park, ABD) araştırmacıları tarafından takip edilmektedir. Bu gaz terapisi, kanser hücreleri açlığıyla sinerjik bir yöntemle oluşturmak için kullandıkları özel yöntemdir.
Araştırmacılar, besleyen kan damarlarını bloke ederek bir tümörü yoksunluğa kapılmak yerine, tümörün beslenmesi için gereken metabolizma tepkimesinde, glikozu bir metabolik tepkimeyle tüketmeleri gerektiğini açıklıyor: glikoz oksidaz enzimi (gpx), glikozu glükonik asit ve H2O2’ye dönüştürüyor . H2O2 konsantrasyonunun arttırılması yararlı bir yan etkidir, çünkü H2O2 hem sitotoksiktir, hem de NO’nun L-Arg’den salınmasını hızlandırır. Diğer bir yan etki, H2O2 ve NO’nun, tümör hücrelerine zarar veren oldukça toksik peroksinitritler oluşturması için tepki vermesidir.
Peng Huang, Tianfu Wang ve Xiaoyuan Chen liderliğindeki araştırma ekibi şimdi bu konseptin geliştirilmesinde önemli bir kilometre taşına ulaştı. GOx ve L-Arg’ı aynı anda tümör hücrelerine nakleden organosilikatlardan biyolojik olarak uyumlu, biyolojik olarak parçalanabilir, gözenekli nanokapsüller geliştirdiler. GOx yüzeye bağlı; L-Arg, kapsülün içinde saklanır. GOx, nanokapsülleri tümöre enjekte ettikten hemen sonra aktifken, önce L-Arg, daha sonra kapsül gözenekleri boyunca serbest bırakılır, daha sonra kapsül parçalanır. Ayrıca büyük boşluğu kapsüllerin, tümörün daha iyi lokalizasyonu için ultrason kontrast malzemesi olarak kullanılmasına izin verir.
Hem hücre kültürleri hem de fareler ile yapılan deneyler, hücre büyümesini başarılı bir şekilde inhibe eden, hücre ölümü başlatan ve farelerde tümörleri küçülten bu kombinasyon terapisinin önemli sinerjik etkisini ortaya koymuştur.
