Svi iLive sadržaji medicinski se pregledavaju ili provjeravaju kako bi se osigurala što je moguće točnija činjenica.
Imamo stroge smjernice za pronalaženje izvora i samo povezujemo s uglednim medijskim stranicama, akademskim istraživačkim institucijama i, kad god je to moguće, medicinski pregledanim studijama. Imajte na umu da su brojevi u zagradama ([1], [2], itd.) Poveznice koje se mogu kliknuti na ove studije.
Ako smatrate da je bilo koji od naših sadržaja netočan, zastario ili na neki drugi način upitan, odaberite ga i pritisnite Ctrl + Enter.
Nanočestice cinka napadaju stanice raka na metaboličkom frontu
Posljednji pregledao: 09.08.2025
Znanstvenici sa Sveučilišta Shenyang Pharmaceutical (Kina) objavili su opsežan pregled upotrebe nanomaterijala na bazi cinka u borbi protiv raka u teranostici, otkrivajući njihove jedinstvene mehanizme djelovanja, uspješne predkliničke primjere i glavne izazove na putu do klinike.
Zašto cink?
Stanice raka metaboliziraju energiju na način koji pojačava aerobnu glikolizu i podržava brzi rast. To stvara višak reaktivnih vrsta kisika (ROS) i prisiljava tumor da izgradi antioksidativnu obranu, prvenstveno glutation (GSH), što mu omogućuje preživljavanje oksidativnog stresa.
Zn²⁺ ioni mogu poremetiti ovu prilagodbu na nekoliko razina:
- Blokiraju ključne enzime glikolize (gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenazu, laktat dehidrogenazu) i enzime Krebsovog ciklusa,
- Oni remete lanac prijenosa elektrona u mitohondrijima, povećavajući curenje elektrona i stvaranje superoksidnih aniona,
- Izravno povećava razinu ROS-a putem reakcija redukcije mitohondrijskog kisika i inhibiranjem metalotioneina, koji normalno vežu Zn²⁺ i štite stanicu od oksidacije thno.org.
Vrste nanomaterijala i njihova svojstva
| Nanomaterijali | Spoj | Značajke djelovanja |
|---|---|---|
| ZnO₂ | Cinkov peroksid | Brzo oslobađanje Zn²⁺ i kisika u kiselom okruženju tumora; plinska terapija |
| ZnO | Cinkov oksid | Fotokatalitički i fototermalni učinci pod svjetlom; generira ROS pod laserskim zračenjem |
| ZIF-8 | Imidazolat-Zn | Pametni pH-osjetljivi nosač za ciljanu dostavu lijekova; samostalno otpušta Zn²⁺ |
| ZnS | Cinkov sulfid | Poboljšava ultrazvuk (SDT) i fotodinamičku terapiju poticanjem lokalnog stvaranja ROS-a |
Multimodalni pristupi
- Kemoterapija: Cinkove nanočestice poboljšavaju prodiranje lijekova protiv raka oštećujući membrane i potiskujući enzime za detoksikaciju u tumoru.
- Fotodinamička terapija (PDT): Kada se ozrače, ZnO i ZIF-8 nanočestice stvaraju ROS, koji ubija obližnje tumorske stanice bez oštećenja zdravog tkiva.
- Sonodinamika (SDT): Ultrazvuk aktivira ZnS nanočestice, pokrećući ROS kaskadu i apoptozu.
- Terapija plinom: ZnO₂ se razgrađuje u mikrookruženju tumora, oslobađajući kisik i smanjujući hipoksiju, što povećava osjetljivost na citostatike.
- Imunomodulacija: Zn²⁺ aktivira STING i MAPK put u dendritičnim stanicama, pojačavajući infiltraciju CD8⁺ T-limfocita i stvarajući antitumorsku memoriju.
Predklinički uspjesi
- U modelu karcinoma debelog crijeva, ZIF-8 opterećen cisplatinom potpuno je suzbio rast tumora kod miševa bez sistemske toksičnosti.
- Kod melanoma, kombinacija ZnO-PDT-a i PD-1 inhibitora rezultirala je potpunom regresijom primarnih i udaljenih limfnih čvorova.
- ZnO₂ nanočestice u kombinaciji s donorima H₂O₂ izazvale su lokalnu eksploziju ROS-a i zaustavljanje rasta u estrogen-ovisnom tumoru dojke.
Problemi i perspektive
- Sigurnost i biorazgradnja: Potrebno je smanjiti nakupljanje ionskog cinka u jetri i bubrezima te osigurati kontroliranu razgradnju nanočestica.
- Standardizacija sinteze: za usporedivost rezultata potrebni su ujednačeni protokoli i stroga kontrola veličine, oblika i površine čestica.
- Ciljanje: PEG-SL ili premazi antitijela na površini za ciljanu dostavu u tumor i zaobilaženje RES-a.
- Klinička interpretacija: Većina podataka do sada je ograničena na mišje modele; potrebna su toksikološka i farmakokinetička istraživanja na velikim životinjama te ispitivanja faze I na ljudima.
Autori pregleda napominju da je uspjeh cinkovih nanočestica u predkliničkim modelima uvelike posljedica njihovog „višestrukog“ djelovanja – istovremenog poremećaja energetskog metabolizma tumora, povećanog oksidativnog stresa i aktivacije antitumorskog imuniteta. Evo nekoliko ključnih citata iz članka:
- „Cinkove nanočestice mogu istovremeno napadati tumore na tri fronta – metaboličkom, oksidativnom i imunološkom – što ih čini jedinstvenim alatom za protokole kombinirane terapije“, rekao je dr. Zhang, glavni autor pregleda.
- „Glavni izazov sada je razvoj biokompatibilnih premaza i ciljanih sustava za dostavu koji će izbjeći nakupljanje cinkovih iona u zdravim tkivima i osigurati preciznu aktivaciju u tumoru“, dodaje profesor Li.
- „Vidimo veliki potencijal u kombiniranju Zn nanomaterijala s imunoterapijom: njihova sposobnost pojačavanja STING signalizacije i privlačenja citotoksičnih T stanica mogla bi biti ključni korak prema dugoročnoj kontroli raka“, kaže koautor studije dr. Wang.
Cinkovi nanomaterijali otvaraju novu granicu u onkologiji, omogućujući istovremeno narušavanje energetskog metabolizma tumora, povećanje oksidativnog stresa i stimulaciju imunološkog odgovora. Njihova raznolikost i fleksibilnost u kombiniranim režimima liječenja čine ih obećavajućim alatom za sljedeću generaciju terapija protiv raka.