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纳米粒子扮演“特洛伊木马”治疗脑瘤(图)

科普小知识2022-10-29 16:56:45
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纳米粒子扮演“特洛伊木马”治疗脑瘤(图)

含有纳米粒子的癌细胞。绿色的是纳米粒子,蓝色的是原子核。

“特洛伊木马”疗法使用微小的纳米粒子杀死大脑中的肿瘤细胞。这种疗法已经被科学家成功验证。

这项突破性的技术最终可以用于治疗多形性胶质母细胞瘤,这是成人中最常见的脑部恶性肿瘤,很难治愈。许多患者在确诊后几个月内死亡,只有6%的患者能存活五年以上。

这项研究将金和传统化疗药物顺铂结合成纳米结构,然后将它们注射到取自多形性胶质母细胞瘤患者的肿瘤细胞中,并在实验室进行培养。

注射后,这些“纳米球”将暴露在辐射环境中。这将导致金释放电子,破坏癌细胞的DNA和整体结构,从而提高化疗药物的效果。

这个过程非常有效。20天后,培养的肿瘤细胞没有显示出复活的迹象,这表明它们已经被完全破坏。

尽管还需要进一步的研究来确定这种方法是否可以应用于人类多形性胶质母细胞瘤,但这项研究的结果给了我们希望。这项研究使用直接从多形性胶质母细胞瘤患者收集的细胞非常重要,因此这种方法实际上是一种进化的耐药肿瘤细胞,在实验中受到挑战。

该研究由剑桥大学工程系纳米技术教授马克·韦兰和临床神经科学系临床科学家科林·沃茨博士领导。韦兰教授说:“这种联合疗法似乎非常有效,显示了纳米技术在治疗恶性肿瘤方面的有效性。通过将这种技术与癌细胞靶向材料相结合,我们应该能够开发出一种治疗多形性胶质母细胞瘤和其他难以治愈的恶性肿瘤的疗法。”

现在已经证明多形性胶质母细胞瘤对现有疗法有很强的抵抗力。原因之一是这种肿瘤细胞会侵入周围健康的脑组织,因此几乎不可能通过手术将其移除。

化疗可以降低肿瘤的扩散率。然而,在许多情况下,这只是暂时的,癌细胞很快就会重新出现。

“我们必须同时用多种疗法直接攻击癌细胞,”沃茨博士说。“这非常重要,因为一些癌细胞对一种疗法有很强的抵抗力,而对另一种疗法的抵抗力相对较弱。纳米技术使我们能够对癌细胞进行双重打击,并在未来找到新的疗法。”

为了更全面地战胜肿瘤,科学家们一直在研究如何使用金纳米粒子进行治疗。黄金是一种温和的材料,不会对患者构成任何威胁。其颗粒的大小和形状也可以非常精确地控制。

当接受放射治疗时,金粒子会发出低能电子,破坏患病细胞的DNA和细胞中的其他分子。这种低能量辐射意味着它们只能产生短期效应,因此不会对附近的健康细胞造成任何严重损害。

在这项新的研究中,研究人员首次将金纳米粒子捕获到正电极聚乙烯亚胺中。它与细胞表面的蛋白多糖相互作用,允许纳米颗粒被细胞吸收。

在金纳米粒子被细胞吸收后,它们可以被标准的放射疗法刺激。金纳米粒子释放电子攻击癌细胞的DNA。

虽然金纳米球在没有任何药物配合的情况下会对癌细胞造成巨大的伤害,但是对治疗有抵抗力的癌细胞在放射治疗几天后就会恢复。因此,研究人员创造了第二种填充有顺铂的纳米结构。

顺铂具有化学疗效,金纳米粒子对放射性非常敏感。两者的结合会对癌细胞造成更有效的伤害。疗效试验结果表明,在20天内,这种治疗方法使可见癌细胞的数量减少了几十万。没有观察到癌细胞恢复的迹象。

研究人员认为,类似的模型可以用来治疗其他难以攻克的癌症。但首先,这种方法本身需要转化为一种可以应用于多形性胶质母细胞瘤患者的疗法。这个过程是许多研究者所关心的,并且肯定会涉及大量的实验。我们仍然需要做大量的工作来确定如何更好地应用这种疗法,例如调整纳米药物的大小和表面化学性质,使它们对人体更安全。

参与该项目的索纳利·塞图阿(Sonali Setua)表示:“能够参与这样一个具有挑战性的项目来瞄准并摧毁恶性癌细胞,令人非常满意。这一发现有可能成为多形性胶质母细胞瘤的新疗法,在不久的将来通过临床试验对现有疗法产生耐药性。

韦兰补充说,该项目如此重要的部分原因在于纳米科学和临床医学之间的直接合作。他说,“这是非常不同的,因为通过与外科医生合作,我们可以确保纳米科学的临床应用。这使得我们的研究成果不仅局限于实验室,而且具有真正的临床意义。”

(原文来自cam.ac.uk,原标题为“木马疗法可以治疗脑瘤”,由蝌蚪王编辑。请注明转载来源。)