$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Рак является одним из самых смертоносных заболеваний, вызывая миллионы смертей каждый год во всем мире и огромные экономические потери1. В клиниках обычные противоопухолевые методы лечения, такие как хирургическая резекция, лучевая терапия и химиотерапия, все еще не могут обеспечитьудовлетворительную терапевтическую эффективность2. Ограничениями этих методов лечения являются высокие токсические побочные эффекты, высокая частота рецидивов и высокая частота метастазирования3. Например, химиотерапия страдает от низкой эффективности доставки химиопрепаратов именно к месту опухоли4. Неспособность лекарств проникать глубоко в опухолевую ткань через биологические барьеры, включая внеклеточный матрикс и высокое давление опухолевой интерстициальной жидкости, также отвечает за низкую терапевтическую эффективность5. Кроме того, резистентность опухоли обычно бывает у пациентов, получавших лечение однократной химиотерапией6. Таким образом, методы, при которых происходит термическая абляция опухоли, такие как фототермическая терапия (PTT) и терапия магнитной гипертермии (MHT), показали многообещающие результаты для снижения резистентности опухоли и появились в клинических испытаниях7,8,9.
PTT запускает термическую абляцию раковых клеток действием фототермических конверсионных агентов при облучении лазерной энергией. Генерируемая высокая температура (выше 50 °C) вызывает полный некроз клеток10. Совсем недавно было продемонстрировано, что наночастицы оксида железа (ИОНП) можно считать фототермическим конверсионным агентом, который может быть активирован ближним инфракрасным (NIR) светом11. Несмотря на низкий коэффициент молярной абсорбции в ближней инфракрасной области, ИОНП являются кандидатами на низкотемпературную (43 °C) фототермическую терапию, модифицированную терапию для уменьшения повреждений, вызванных тепловым воздействием на нормальные ткани, и для инициирования противоопухоляного иммунитета против метастазирования опухоли12. Одним из ограничений PTT является низкая глубина проникновения лазера. Для глубоко расположенных опухолей переменным магнитным полем (AFM), индуцированный нагрев наночастиц оксида железа, также называемый магнитной гипертермией, является альтернативной терапией для PTT13,14. Основным преимуществом МГТ является высокое проникновение магнитного поля15. Однако требуемая относительно высокая концентрация ИОНП остается основным недостатком для его клинического применения. Эффективность доставки наномедицины (или наночастиц) к солидным опухолям у животных была 1-10% из-за ряда препятствий, включая кровообращение, накопление и проникновение16,17. Поэтому контролируемая и целенаправленная стратегия доставки ИОНП с возможностью достижения высокого проникновения в ткани представляет большой интерес в лечении рака.
Ультразвуковая опосредоваемая доставка наночастиц показала свою способность облегчать проникновение наночастиц вглубь опухолевой ткани, благодаря явлению, называемому микросубблированной кавитацией18,19. В настоящем исследовании мы изготавливаем микропузырьки с оболочкой IONP (NSM) путем самосборки, синергизирующей магнитной, акустической и оптической реакции на одной нанотерапевтической платформе. NSM содержит воздушное ядро и оболочку из наночастиц оксида железа диаметром около 5,4 мкм. NSM могут быть магнитно направлены к месту опухоли. Затем высвобождение ИОНП запускается ультразвуком, сопровождающимся кавитацией микробубблинга и микропотоком. Импульс, полученный от микропотока, облегчает проникновение ИОНП в опухолевую ткань. PTT и MHT могут быть достигнуты путем лазерного облучения NIR или применения AFM, или с комбинацией обоих.