Photothermal and ferroptosis synergistic therapy for liver cancer using iron-doped polydopamine nanozymes

光热治疗 谷胱甘肽 脂质过氧化 GPX4 化学 下调和上调 体内 癌症研究 细胞内 激进的 过氧化物酶 谷胱甘肽过氧化物酶 生物化学 生物物理学 纳米技术 抗氧化剂 医学 材料科学 生物 生物技术 基因
作者
Yun‐Chun Li,Linqun Qian,Yang Zou,Si‐Yu Li,Aimin Wu,Xianxiang Wang
出处
期刊:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces [Elsevier]
卷期号:: 113911-113911
标识
DOI:10.1016/j.colsurfb.2024.113911
摘要

An innovative nanozyme, iron-doped polydopamine (Fe-PDA), which integrates iron ions into a PDA matrix, conferred peroxidase-mimetic activity and achieved a substantial photothermal conversion efficiency of 43.5%. Fe-PDA mediated the catalysis of H2O2 to produce toxic hydroxyl radicals (•OH), thereby facilitating lipid peroxidation in tumour cells and inducing ferroptosis. Downregulation of solute carrier family 7 number 11 (SLC7A11) and solute carrier family 3 number 2 (SLC3A2) in System Xc- resulted in decreased intracellular glutathione (GSH) production and inactivation of the nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2)-glutathione peroxidase 4 (GPX4) pathway, contributing to ferroptosis. Moreover, the application of photothermal therapy (PTT) enhanced the effectiveness of chemodynamic therapy (CDT), accelerating the Fenton reaction for targeted tumour eradication while sparing adjacent non-cancerous tissues. In vivo experiments revealed that Fe-PDA significantly hampered tumour progression in mice, emphasizing the potential of the dual-modality treatment combining CDT and PTT for future clinical oncology applications.
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