ナノザイムを用いたROS産生型腫瘍触媒療法

ROS（活性酸素種）は、孤立電子を有する化学的に活性な酸素含有原子または基の総称であり、スーパーオキシドアニオン（O²⁻）、H₂O₂、一重項酸素（¹O₂）、ヒドロキシルラジカル（·OH）、アルカンペルオキシラジカルおよび脂質ペルオキシラジカル等を含みます。ROSは、DNA、タンパク質等に対する化学的損傷を介して腫瘍細胞を死滅させることができます。腫瘍内の高濃度H₂O₂、低酸素および酸性環境は、放射線療法、化学療法および光線力学療法に対する抵抗性を高め、感受性を低下させます。したがって、低酸素とROSのバランスを制御することは、腫瘍細胞死の誘導につながる可能性があります。

ナノザイムにおいては、OXD活性およびPOD活性によりROSを生成して酸化ストレスを誘導し、腫瘍細胞を死滅させることができます。また、CAT活性により腫瘍微小環境におけるH₂O₂分解を触媒し、O₂を産生することも可能です。これにより腫瘍組織の低酸素状態を緩和し、間接的に腫瘍細胞死を誘導します。Creative Enzymesは、ROS産生型触媒療法による腫瘍治療向けに、多様なナノザイムを提供しています。

ROS産生型腫瘍触媒療法におけるAuナノザイム

• Creative Enzymesは修飾Auナノザイムを合成しており、酸性環境下で西洋ワサビペルオキシダーゼおよびオキシダーゼに類似した酵素様活性を示します。したがって、当該ナノザイムは腫瘍内でROSを生成する能力を有します。

図1 光温熱療法と組み合わせたAuナノザイムによる抗腫瘍療法。

• さらに重要な点として、AuナノザイムのROS産生は、腫瘍治療で一般的に用いられる光温熱効果により、光照射下で有意に増強されます。細胞および動物試験により、光増強ROSと光温熱療法の併用によって効率的な腫瘍破壊が達成されることが示されています。

ROS産生型腫瘍触媒療法におけるNi/heminナノザイム

• 人工酵素の大きな利点を踏まえ、Ni²⁺とヘミンの自己組織化を利用した水熱法により、Ni/hemin模倣酵素を合成しています。
• この新規ナノザイムは、顕著なペルオキシダーゼ様活性を示します。H₂O₂を触媒して·OHを生成でき、がん細胞検出およびがん標的治療に応用可能です。

ROS産生型腫瘍触媒療法におけるPd/Cu/Feナノザイム

• 本稿では、動的活性部位の相乗効果を有するPd/Cu/Fe合金ナノザイムを合成しました。これにより、中性付近のpH条件下で、グルタチオンペルオキシダーゼおよびペルオキシダーゼ（POD）のカスケード模倣活性を示します。

図2 超音波および近赤外光により促進される腫瘍アブレーションのための超小型Pd/Cu/Fe合金ナノザイム。

• 当該合金ナノザイムは、光温熱により増強されたPOD特性と高い光熱変換効率を示し、相乗的に腫瘍細胞アポトーシスを誘導します。

ROS産生型腫瘍触媒療法におけるTiNナノザイム

• ペルオキシダーゼ活性を有するTiNナノザイムを合成しています。
• 当該ナノザイムは、腫瘍内グルコースを分解することで過酸化水素を自己供給できます。POD酵素の触媒活性下で致死的な·OHを生成し、腫瘍細胞を死滅させます。

Creative Enzymesは、数十年にわたり蓄積した貴重なナノザイムの知見を活かし、お客様を支援することに注力しています。お客様は、課題を的確に理解し克服するための専門チームと連携していただけます。当社サービスにご関心がある場合、またはご不明点がございましたら、どうぞお気軽にお問い合わせいただくか、オンラインでのお問い合わせをご利用ください。