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Nature子刊:让著名抗癌“神器”发挥更大的作用

2019/8/27 11:49:46??????点击:

数十年来紫杉醇(paclitaxel)被广泛用来治疗乳腺癌、卵巢癌、肺癌和其他一些癌症。但由于它的分子大小较小,且不溶于水——这些特性使得机体能够极快速地清除药物,减少它在肿瘤处累积,限制了它的疗效。

为此,一组研究人员将一种广泛使用的癌症药物装在纳米颗粒中,将它的抗肿瘤效力提高了七倍。

尽管有许多的分子包装系统被开发出来,在传递药物的同时消除这些影响,一种蛋白质结合版本紫杉醇药物Abraxane当前成为了最主要的疗法。杜克大学生物医学工程学系主任及教授Ashutosh Chilkoti认为,他的研究小组可以做得更好。

通过采用氨基酸构成的自组装球体来包裹紫杉醇分子,相比于游离紫杉醇药物和Abraxane,杜克大学研究小组将药物暴露量分别提高了7倍和2倍,并同时降低了它对健康组织的影响。这使得荷瘤小鼠存活时间明显延长,在某些情况下甚至完全除去了肿瘤。

这些研究结果发布在8月4日的Nature Communications杂志上。

Abraxane和杜克大学所采用的方法之间最大的差别在于形成的分子键类型。在Abraxane中,紫杉醇在物理上被一种普通的血蛋白——白蛋白包围。在新包装系统中,多个拷贝的紫杉醇与一个氨基酸多肽化学连接,形成了水溶性的纳米粒子,药物则藏在纳米粒子的中心。

这些纳米粒子很容易溶于血液中,其完美的尺寸使得能够渗入及在肿瘤中累积,它们利用了肿瘤的酸性环境。

论文的第一作者、Chilkoti实验室资深研究员Jayanta Bhattacharyya说:“这些连接多肽笼子的化学键在血液中稳定,在肿瘤的pH值水平下则会溶解。它将药物直接传递至肿瘤处,帮助防止了药物被随机吸收到健康组织中,减少了副作用。”

为了测试他们的系统,Bhattacharyya和同事们利用了两组小鼠。第一组小鼠的乳腺中正在生长人类乳腺癌。没有一只用Abraxane处理的小鼠活过85天,而大多数用新包装系统处理的小鼠活过了100天。

第二组小鼠的皮肤下正在生成人类的前列腺肿瘤。同样,用Abraxane处理的小鼠没有活过60天,而用新包装系统处理的每只小鼠都活过了70天,一些小鼠完全治愈。

死亡率表明,相比Abraxane杜克大学的技术使得肿瘤中紫杉醇浓度增高,药力更持久,并在小鼠身体的其他部位显示较低的水平。

杜克大学医学院肿瘤学家Neil Spector 说:“显然在动物模型中有着天壤之别,如果将其转化应用于人类,它将给患者带来改变。令人兴奋的是,不仅改善了临床疗效和结局,它还可以提高靶向性及减少毒性,这真是锦上添花。由于这一平台有潜力用于各种各样的药物,它有可能改变癌症治疗的游戏规则。”

在未来的研究工作中,Chilkoti和同事们将会开始将这一包装系统应用于其他癌症药物,以开发出一种“一体适用”的技术来提高其他许多抗癌药物的疗效。