O diabetes mellitus é definido como um distúrbio metabólico crônico resultante da ação prejudicada da insulina, levando à regulação anormal da glicose (1). Úlceras cutâneas são frequentemente observadas em pacientes diabéticos e as atuais medidas de intervenção clínica ainda são insatisfatórias. A razão é que o microambiente rico em glicose das feridas diabéticas proporciona um “foco” pure para o crescimento de bactérias, o que aumenta a suscetibilidade a infecções bacterianas recorrentes (2), (3). Ao mesmo tempo, o microambiente hiperglicêmico aumenta as espécies reativas de oxigênio (ROS) locais a níveis patológicos, instigando distúrbios metabólicos e disfunção mitocondrial (4), (5). O excesso de ERO desencadeia estresse oxidativo sustentado, que afeta ainda mais o comportamento de polarização dos macrófagos e secreta uma grande quantidade de fatores pró-inflamatórios, levando à inflamação crônica em feridas diabéticas (6). Portanto, como eliminar eficazmente as bactérias e common o microambiente inflamatório continua a ser um problema central a ser abordado com urgência na cicatrização de feridas diabéticas infectadas.
Nestes anos, os nanomateriais têm sido cada vez mais aplicados no diagnóstico, tratamento e prevenção de certas doenças (7), (8). Por exemplo, novos materiais nanocatalíticos abundantes foram desenvolvidos recentemente para atender às demandas urgentes de funções antibacterianas e anti-inflamatórias no reparo de feridas diabéticas (9), (10). Por um lado, esses nanocatalisadores com atividade semelhante à peroxidase (POD) podem gerar ERO exógenas, induzindo danos oxidativos às bactérias e alcançando efeitos antibacterianos (11). Por outro lado, atividades miméticas enzimáticas, incluindo a da superóxido dismutase (SOD) e da catalase (CAT), podem eliminar o excesso de ERO endógenas no native da ferida, o que restaura a homeostase redox e alivia a inflamação crônica (12). No entanto, quando estas actividades enzimáticas complexas ocorrem simultaneamente, podem surgir efeitos antagónicos ou competitivos entre diferentes vias catalíticas, comprometendo consideravelmente a sua eficácia curativa world (13). Assim, a regulação precisa das múltiplas atividades enzimáticas dos nanocatalisadores tornou-se essential para acelerar a cicatrização de feridas diabéticas. Para resolver este problema, o conceito de biônica inspirada em multienzimas (MIB) foi proposto. Este campo concentra-se no desenvolvimento de catalisadores biomiméticos que imitam estruturas enzimáticas chave para alcançar múltiplas funções catalíticas (14). Entre eles, os catalisadores de átomo único (SACs) com quase 100% de utilização de átomos e sítios ativos identificados com precisão apresentam vantagens significativas sobre os materiais nanocatalíticos tradicionais (15). Notavelmente, os SACs à base de Fe, como o nanocatalisador Fe-SAC modelado em eritrócitos (16), através do mimetismo do centro ativo de ferro da peroxidase de rábano (HRP) com excelente atividade semelhante a POD, permitindo assim uma potente atividade antibacteriana de amplo espectro e suprimindo efetivamente a formação de biofilme (17). No entanto, a pesquisa atual sobre SACs concentra-se em melhorar a sua atividade semelhante à POD, ajustando o ambiente de coordenação dos centros metálicos, sem as estratégias de design das capacidades de eliminação de ROS. Esta abordagem unilateral limita significativamente a sua aplicabilidade em terapias anti-inflamatórias.
Os grupos O) (21), podem ser transferidos para a superfície dos CDs derivados, dotando-os assim de capacidades antioxidantes melhoradas. Por exemplo, foi confirmado que CDs derivados de ervas como madressilva (22) e gengibre (23) exibem atividade semelhante à SOD. Além disso, estes CDs derivados de ervas normalmente possuem grupos funcionais hidrofílicos mais abundantes em comparação com os CDs convencionais, proporcionando mais locais de ancoragem para átomos metálicos. Isto aumenta ainda mais o seu potencial no design de nanozimas e em aplicações biocatalíticas. Portanto, espera-se que o projeto e o desenvolvimento de SACs derivados de ervas chinesas integrem a capacidade de eliminação de ROS dos CDs com as funções de geração de ROS dos SACs, fornecendo uma solução abrangente que combate tanto a infecção quanto a inflamação em feridas diabéticas infectadas.O) na superfície dos CDs também confere aos Fe SA@CDs excelente desempenho antioxidante, particularmente alta atividade semelhante à SOD (até 2341,9 U/mg). Devido a essas propriedades multienzimáticas, os Fe SA@CDs demonstram um comportamento único de “troca funcional responsiva ao microambiente” para terapia de feridas diabéticas infectadas. No ambiente ácido da ferida durante a infecção inicial, a atividade semelhante ao POD é dominante, catalisando a geração de EROs para fins antibacterianos. À medida que a cicatrização da ferida progride para os estágios intermediário e tardio, o pH retorna gradualmente ao neutro, e a atividade antioxidante dos Fe SA@CDs torna-se predominante, eliminando eficientemente o excesso de ROS, regulando significativamente negativamente as citocinas inflamatórias, estimulando a angiogênese e, em última análise, facilitando a cicatrização de feridas (Fig. 1). Ao alcançar uma modulação funcional dinâmica inteligente orientada pelo microambiente, os Fe SA@CDs permitem um tratamento sequencial cronometrado durante todo o processo de cicatrização, apresentando uma abordagem inovadora para promover a cicatrização de feridas diabéticas infectadas.