Тераностическая наноплатформа «всё в одном» на основе полого TaOx для бесхелаторной маркировки, визуализации, доставки лекарственных препаратов и синергетически усиленной лучевой терапии

Несмотря на широкое применение лучевой терапии в лечении рака, существует острая необходимость повысить ее эффективность и точность при уничтожении опухолей. С этой целью для усиления лучевой терапии исследуются радиосенсибилизаторы на основе наночастиц, особенно содержащие элементы с высоким атомным номером Z. В то же время визуализация является необходимым инструментом для индивидуального планирования прецизионной лучевой терапии. В данной работе полые нанослойчатые оболочки из оксида тантала (H-TaOx) получают одностадийным методом без использования шаблона, а затем модифицируют полиэтиленгликолем (PEG), получая нанослойчатые оболочки H-TaOx-PEG для визуализационно-контролируемой синергетически усиленной лучевой терапии. Нанослойчатые оболочки H-TaOx-PEG демонстрируют сильное внутреннее связывание с ионами металлов, такими как Fe3+ и 99mTc4+, при простом смешивании, что обеспечивает соответственно магнитно-резонансную томографию и однофотонную эмиссионную компьютерную томографию, позволяющие отслеживать распределение этих нанослойчатых оболочек in vivo и локализовать опухоль. Благодаря мезопористым оболочкам и крупным полостям эти нанослойчатые оболочки H-TaOx эффективно загружаются 7-этил-10-гидроксикамптотецином (SN-38), гидрофобным химиотерапевтическим препаратом. За счет радиосенсибилизирующего эффекта Ta, обеспечивающего депонирование энергии рентгеновского излучения внутри опухолей, а также вызванной SN-38 остановки клеточного цикла в радиочувствительных фазах, H-TaOx-PEG@SN-38 обеспечивает выраженный синергетический терапевтический эффект при комбинированной химиолучевой терапии. В отсутствие заметной системной токсичности эта наноструктура на основе полого TaOx может найти перспективное применение в мультимодальной визуализации и усиленной лучевой терапии рака.