Esta revisão enfoca os progressos muito recentes nos paradigmas representativos de nanozimas, desde sua classificação até as aplicações generalizadas de EDT (incluindo terapias de produção e eliminação de ROS), bem como as vantagens da EDT. Além disso, o mecanismo catalítico das nanozimas e a regulação da atividade das nanozimas são discutidos posteriormente. Arte de Zeyu Wang. Crédito:A permissão foi obtida do autor do artigo. A terapia enziodinâmica (EDT) é um novo tipo de modalidade terapêutica dinâmica relacionada a espécies reativas de oxigênio (ROS), que utiliza adequadamente as reações catalíticas desencadeadas por enzimas em organismos vivos e alcança o tratamento de doenças através do controle da geração ou eliminação de ROS. ROS refere-se a uma substância química altamente ativa contendo radicais livres de oxigênio no corpo ou no ambiente natural. As ERO em concentração fisiológica são benéficas para o desenvolvimento dos organismos vivos.
No entanto, a produção excessiva de ERO causa danos oxidativos, que estão ligados a uma infinidade de doenças, incluindo malignidades, neurodegeneração, doenças cardiovasculares, inflamação e assim por diante.
Uma revisão recente, publicada em
MedComm—Biomaterials and Applications , foi desenhado pelo Prof. Yu Chen e escrito por seu pesquisador de pós-doutorado Dr. estudante Hui Huang (Laboratório de Materdicina, Escola de Ciências da Vida, Universidade de Xangai, Xangai, China).
Uma onda de nanomateriais com propriedades únicas de regulação de ROS tem sido extensivamente aplicada em vários campos biomédicos. Entre eles, um tipo de nanomaterial denominado nanozima apresenta as habilidades catalíticas de enzimas, que podem responder à excitação externa e então desencadear respostas bioquímicas internas no tecido para produzir ou consumir ERO.
De acordo com os tipos de materiais, as nanozimas são classificadas principalmente nas seguintes categorias, incluindo metal, óxidos metálicos, sulfetos metálicos, materiais à base de carbono, materiais compósitos e alguns nanossistemas orgânicos emergentes.
Alternativamente, eles podem ser divididos na família específica da oxidorredutase, na família da hidrolase, na família da liase e assim por diante, com base em seus tipos catalíticos intrínsecos. Zeyu e Hui introduziram sistematicamente as oxidoredutases, incluindo oxidase (OXD), glicose oxidase (GOD), peroxidase (POD), catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e nanozimas semelhantes à glutationa peroxidase (GPx).
Ainda existem muitos desafios a serem resolvidos na EDT, que devem ser esclarecidos e abordados para posterior tradução clínica, incluindo melhoria da atividade catalítica, redução da toxicidade, desenvolvimento de novo tipo de nanozimas e otimização da seletividade do substrato. Arte de Zeyu Wang. Crédito:A permissão foi obtida do autor do artigo. A essência da catálise é que o catalisador muda o caminho da reação e guia a reação ao longo de um caminho com menor energia de ativação para acelerar a taxa de reação.
Portanto, o objetivo principal da pesquisa sobre o mecanismo catalítico das nanozimas é revelar o processo de rearranjo atômico dos reagentes na superfície dos materiais nanozimáticos, identificar a via de reação e a cinética com a menor energia de ativação, estabelecer as leis de sua composição química. e estrutura que afeta a eficiência catalítica e fornece uma base para a pesquisa e projeto de nanozimas.
Com base nisso, Zeyu e Hui revisaram o principal mecanismo catalítico das oxidoredutases, incluindo POD, OXD, CAT e SOD. Eles também listaram quase todos os fatores disponíveis de regulação da atividade das nanozimas.
Uma vez que várias nanozimas apresentam características distintas para a produção ou eliminação de ROS, Zeyu e Hui resumiram de forma abrangente as estratégias representativas da EDT para tratar diferentes tipos de doenças, regulando o nível de ROS, incluindo principalmente doenças baseadas na produção de ROS, como câncer, infecção bacteriana e Doenças envolvidas na eliminação de ROS, incluindo inflamação e neurodegeneração.
Com base em uma compreensão completa e um resumo da classificação e do mecanismo catalítico das nanozimas, da regulação da atividade das nanozimas, bem como dos progressos da pesquisa da terapia enziodinâmica aumentada/ativada por nanozimas, Zeyu e Hui também forneceram novos insights sobre os desafios e oportunidades enfrentados pela EDT. . Esta revisão abrangente é benéfica para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas baseadas em EDT.
Mais informações: Zeyu Wang et al, Terapia enziodinâmica em nanoescala,
MedComm — Biomateriais e Aplicações (2023). DOI:10.1002/mba2.53
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