Liposomale Enzym‐Nanoreaktoren auf Basis von Nanoconfinement für eine effiziente Anti‐Tumor‐Therapie

Abstract

AbstractEnzymatische Reaktionen können endogene Nährstoffe eines Tumors verbrauchen und zytotoxische Spezies erzeugen und sind daher vielversprechende Werkzeuge für die Behandlung bösartiger Tumore. Inspiriert von der Natur, in der Enzyme in Membranen kompartimentiert sind, um eine hohe Reaktionseffizienz zu erreichen und biologische Prozesse von der Umwelt zu trennen, entwickelten wir liposomale Nanoreaktoren, die enzymatische Kaskadenreaktionen im wässrigen Nanoconfinement des Liposoms durchführen können. Die Nanoreaktoren hemmten das Tumorwachstum in vivo effektiv, indem sie Tumornährstoffe (Glukose und Sauerstoff) verbrauchten und hochgradig zytotoxische Hydroxylradikale (⋅OH) produzierten. Die Ko‐Kompartimentierung von Glukoseoxidase (GOx) und Meerrettichperoxidase (HRP) in Liposomen konnte die lokale Konzentration des Zwischenprodukts Wasserstoffperoxid (H2O2) sowie den Säuregrad aufgrund der Bildung von Gluconsäure durch GOx erhöhen. Sowohl H2O2 als auch der Säuregehalt beschleunigten die zweite Stufe der Reaktion durch HRP und verbesserten so die Gesamteffizienz der Kaskadenreaktion. Die biomimetische Kompartimentierung enzymatischer Tandemreaktionen in biokompatiblen Liposomen ist ein vielversprechender Weg für die Entwicklung katalytischer Nanomedikamente für die Antitumortherapie.