La terapia enziodinámica (EDT) es un nuevo tipo de modalidad terapéutica dinámica relacionada con especies reactivas de oxígeno (ROS), que utiliza adecuadamente las reacciones catalíticas desencadenadas por enzimas en organismos vivos y logra el tratamiento de enfermedades mediante el control de la generación o eliminación de ROS. ROS se refiere a una sustancia química altamente activa que contiene radicales libres de oxígeno en el cuerpo o en el entorno natural. ROS en concentración fisiológica es beneficioso para el desarrollo de los organismos vivos.
Sin embargo, la producción excesiva de ROS provoca daño oxidativo, que está relacionado con una multitud de enfermedades, incluidas neoplasias malignas, neurodegeneración, enfermedades cardiovasculares, inflamación, etc.
Una revisión reciente, publicada en MedComm—Biomaterials and Applications , fue diseñado por el Prof. Yu Chen y escrito por su investigador postdoctoral, el Dr. Zeyu Wang y Ph.D. estudiante Hui Huang (Laboratorio Materdicine, Facultad de Ciencias de la Vida, Universidad de Shanghai, Shanghai, China).
Se ha aplicado ampliamente una oleada de nanomateriales con propiedades únicas de regulación de ROS en diversos campos biomédicos. Entre ellos, un tipo de nanomaterial llamado nanozima presenta capacidades catalíticas de enzimas, que pueden responder a la excitación externa y luego desencadenar respuestas bioquímicas internas en el tejido para producir o consumir ROS.
Según los tipos de materiales, las nanozimas se clasifican principalmente en las siguientes categorías, que incluyen metales, óxidos metálicos, sulfuros metálicos, materiales a base de carbono, materiales compuestos y algunos nanosistemas orgánicos emergentes.
Alternativamente, se pueden dividir en la familia específica de oxidorreductasa, familia de hidrolasa, familia de liasa, etc., según sus tipos catalíticos intrínsecos. Zeyu y Hui introdujeron sistemáticamente las oxidorreductasas, incluidas la oxidasa (OXD), la glucosa oxidasa (GOD), la peroxidasa (POD), la catalasa (CAT), la superóxido dismutasa (SOD) y las nanozimas similares a la glutatión peroxidasa (GPx).
La esencia de la catálisis es que el catalizador cambia la ruta de reacción y guía la reacción a lo largo de una ruta con menor energía de activación para acelerar la velocidad de reacción.
Por lo tanto, el objetivo principal de la investigación sobre el mecanismo catalítico de las nanozimas es revelar el proceso de reordenamiento atómico de los reactivos en la superficie de los materiales de las nanozimas, identificar la vía de reacción y la cinética con la energía de activación más baja y establecer las leyes de su composición química. y estructura que afectan la eficiencia catalítica, y proporcionan una base para la investigación y el diseño de nanozimas.
Con base en esto, Zeyu y Hui revisaron el principal mecanismo catalítico de las oxidorreductasas, incluidas POD, OXD, CAT y SOD. También enumeraron casi todos los factores disponibles de regulación de la actividad de las nanozimas.
Dado que varias nanozimas presentan características distintas para la producción o eliminación de ROS, Zeyu y Hui resumieron exhaustivamente las estrategias representativas de la EDT para tratar diferentes tipos de enfermedades mediante la regulación del nivel de ROS, incluidas principalmente enfermedades basadas en la producción de ROS, como el cáncer, las infecciones bacterianas y Enfermedades involucradas en la eliminación de ROS, incluidas la inflamación y la neurodegeneración.
Con base en una comprensión profunda y un resumen de la clasificación y el mecanismo catalítico de las nanozimas, la regulación de la actividad de las nanozimas, así como los avances de la investigación de la terapia enziodinámica aumentada/habilitada con nanozimas, Zeyu y Hui también brindaron conocimientos novedosos sobre los desafíos y oportunidades que enfrenta la EDT. . Esta revisión integral es beneficiosa para el desarrollo de estrategias terapéuticas basadas en EDT.
Más información: Zeyu Wang et al, Terapia enziodinámica a nanoescala, MedComm—Biomateriales y aplicaciones (2023). DOI:10.1002/mba2.53
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