西尔维斯特的研究人员开发出一种可以穿透血脑屏障的纳米粒子

迈阿密大学米勒医学院西尔维斯特综合癌症中心的研究人员开发了一种可以穿透血脑屏障的纳米粒子。他们的目标是通过一次治疗杀死原发性乳腺癌肿瘤和脑转移瘤，他们的研究表明，这种方法可以在实验室研究中缩小乳腺癌和脑肿瘤。

这些继发性肿瘤被称为脑转移瘤，最常见的是乳腺癌、肺癌和结肠癌等实体肿瘤，预后通常较差。当癌症侵入大脑时，治疗可能很困难，部分原因是血脑屏障，这是一种几乎无法穿透的膜，将大脑与身体的其他部分隔开。

西尔维斯特团队的纳米颗粒未来可能用于治疗转移性肿瘤，同时还能治疗原发性肿瘤。这项研究的负责人是西尔维斯特生物化学和分子生物学副教授兼技术与创新助理主任Shanta Dhar 博士。她是 5 月 6 日发表在《国家科学院院刊》上的一篇论文的资深作者。

通过在粒子中装载两种针对线粒体(细胞的能量生产中心)的前体药物，研究人员在临床前研究中表明，他们的方法可以缩小乳腺和脑肿瘤。

“我总是说纳米医学是未来，但当然我们已经进入了那个未来，”达尔说，他指的是市售的 COVID-19 疫苗，其配方中使用了纳米颗粒。“纳米医学肯定也是癌症治疗的未来。”

新方法使用由 Dhar 团队之前开发的可生物降解聚合物制成的纳米颗粒，并结合两种同样由她的实验室开发的针对癌症能量来源的药物。由于癌细胞的代谢方式通常与健康细胞不同，抑制其代谢可能是杀死肿瘤而不损害其他组织的有效方法。

其中一种药物是经典化疗药物顺铂的改良版，顺铂通过破坏快速生长细胞的 DNA 来杀死癌细胞，从而有效阻止癌细胞生长。但肿瘤细胞可以修复 DNA，有时会导致顺铂耐药。Dhar 的团队对这种药物进行了改良，将其靶标从核 DNA(构成我们染色体和基因组的 DNA)转移到线粒体 DNA。线粒体是我们细胞的能量来源，包含自己的小得多的基因组——而且，对于癌症治疗而言，重要的是，它们没有与我们较大的基因组相同的 DNA 修复机制。

由于癌细胞可以在不同的能量来源之间切换以维持其生长和增殖，研究人员将他们改良的顺铂(他们称之为Platin-M)与他们开发的另一种药物 Mito-DCA结合起来，这种药物可以攻击被称为氧化磷酸化的能量产生过程，而这种药物专门针对一种被称为激酶的线粒体蛋白并抑制糖酵解，这是一种不同的能量产生过程。

Dhar 表示，开发一种可以进入大脑的纳米粒子需要很长的时间。她整个独立职业生涯都在研究纳米粒子，在之前研究不同形式聚合物的项目中，研究人员注意到，在临床前研究中，这些纳米粒子中的一小部分到达了大脑。通过进一步完善这些聚合物，Dhar 的团队开发出了一种可以穿过血脑屏障和线粒体外膜的纳米粒子。

达尔说：“为了弄清这个问题，我们经历了很多曲折，我们仍在努力了解这些粒子穿过血脑屏障的机制。”

随后，该团队在临床前研究中测试了这种载有药物的纳米颗粒，发现它们可以缩小乳腺肿瘤和植入大脑形成肿瘤的乳腺癌细胞。实验室研究表明，纳米颗粒-药物组合似乎无毒，并显著延长了患者存活时间。

接下来，该团队希望在实验室中测试他们的方法，以更接近地复制人类脑转移瘤，甚至可能使用患者来源的癌细胞。他们还想在胶质母细胞瘤(一种特别具有侵袭性的脑癌)的实验室模型中测试这种药物。

“我对聚合物化学非常感兴趣，将其用于医学用途真的让我着迷，”迈阿密大学博士生阿卡什·阿什肯 (Akash Ashokan) 说道，他是 Dhar 实验室的博士生，也是这项研究的共同第一作者，与博士生什里塔·萨卡 (Shrita Sarkar) 一起。“很高兴看到它应用于癌症治疗。”

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