ACS Nano. 24 de septiembre de 2019;13(9):10419-10433. doi: 10.1021/acsnano.9b04213. Publicación electrónica del 21 de agosto de 2019.
Radioluminiscencia mejorada con codopaje de nanoscintiladores para la terapia y el pronóstico sinérgicos del cáncer activados por rayos X mediante metabolómica
Farooq Ahmad 1, Xiaoyan Wang 2, Zhao Jiang 1, Xujiang Yu 1, Xinyi Liu 1, Rihua Mao 3, Xiaoyuan Chen 4 , Wanwan Li 1
Resumen
Las terapias radiodinámicas y fotodinámicas son la primera línea de tratamientos contra el cáncer, pero adolecen de una escasa penetración de la luz y una menor acumulación de radiación en los tejidos blandos con una alta toxicidad por radiación. Por lo tanto, se necesita urgentemente una nanoplataforma multifuncional con radioterapia y fotodinámica sinérgica asistida por diagnóstico y herramientas que faciliten el pronóstico temprano para librar la guerra contra el cáncer. Además, integrar la terapia contra el cáncer con un análisis metabolómico no dirigido ofrecería colectivamente pertinencia clínica al facilitar el diagnóstico y el pronóstico tempranos. Aquí, enriquecimos el centelleo de nanopartículas (NP) de CeF3 mediante codoping Tb3+ y Gd3+ (CeF3:Gd3+,Tb3+) para un enfoque clínico viable en el tratamiento de tumores profundos. Las NP teranósticas centelleantes de CeF3:Gd3+,Tb3+ codopadas se recubrieron con sílice mesoporosa, seguido de una carga con rosa de bengala (CGTS-RB) para su posterior tomografía computarizada (CT) y estimulación sinérgica con rayos X guiada por imágenes de resonancia magnética (MRI). Terapia radio y fotodinámica (RT+XPDT) que utiliza irradiación de rayos X única y en dosis bajas. Los resultados corroboraron una regresión tumoral eficaz con RT+XPDT sinérgica en relación con la RT única. Los cambios globales del metaboloma no dirigido resaltaron el mecanismo detrás de esta regresión tumoral eficiente utilizando RT, y el tratamiento sinérgico RT + XPDT se debe a la falta de aminoácidos no esenciales involucrados en la síntesis de proteínas y ADN y en las vías de regulación de energía necesarias para el crecimiento y la progresión. Nuestro estudio también concluyó que los metabolitos tumorales y séricos cambian durante la progresión y regresión de la enfermedad y sirven como biomarcadores sólidos para la evaluación temprana del estado y el pronóstico de la enfermedad. A partir de nuestros resultados, proponemos que el codoping es una técnica eficaz y extensible a otros materiales para obtener un alto rendimiento óptico y multifuncionalidad y para su uso en aplicaciones de diagnóstico y terapéuticas. Fundamentalmente, la integración de nanomedicinas teranósticas multifuncionales con la metabolómica tiene un potencial excelente para el descubrimiento de biomarcadores metabólicos tempranos que ayuden a mejorar el diagnóstico y pronóstico de las enfermedades clínicas.
Palabras clave: Terapia fotodinámica inducible por rayos X; nanocentelleadores codopados; imágenes; metabolómica; radioterapia.
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