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Comprehensively Optimizing Fenton Reaction Factors for Antitumor Chemodynamic Therapy by Charge-Reversal Theranostics

芬顿反应 乙二醇 催化作用 胶束 化学 组合化学 葡萄糖氧化酶 PEG比率 激进的 体内 环氧乙烷 聚合物 水溶液 有机化学 共聚物 经济 财务 生物技术 生物
作者
Yajie Zhang,Peng‐Hang Chen,Benhao Li,Hui‐Shan Guo,Junfei Zhu,Zechun Dang,Lei Shan,Peng Huang,Jing Lin
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (17): 16743-16756 被引量:35
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c03279
摘要

Chemodynamic therapy (CDT) is a highly tumor-specific treatment, while its efficacy is compromised by the intratumoral Fenton reaction efficiency, which is determined by the following reaction factors, including the availability of Fenton ions (e.g., Fe2+), the amount of H2O2, and the degree of acidity. Synchronous optimization of these factors is a big challenge for efficient CDT. Herein, a strategy of comprehensively optimizing Fenton reaction factors was developed for traceable multistage augmented CDT by charge-reversal theranostics. The customized pH-responsive poly(ethylene)glycol-poly(β-amino esters) (PEG-PAE) micelle (PM) was prepared as the carrier. Glucose oxidase (GOx), Fe2+, and pH-responsive second near-infrared (NIR-II) LET-1052 probe were coloaded by PM to obtain the final theranostics. The activity of metastable Fe2+ remained by the unsaturated coordination with PEG-PAE. Then tumor accumulation and exposure of Fe2+ were achieved by charge-reversal cationization of PEG-PAE, which was further enhanced by a GOx catalysis-triggered pH decrease. Together with the abundant H2O2 generation and pH decrease through GOx catalysis, the limiting factors of the Fenton reaction were comprehensively optimized, achieving the enhanced CDT both in vitro and in vivo. These findings provide a strategy for comprehensively optimizing intratumoral Fenton reaction factors to overcome the intrinsic drawbacks of current CDT.
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