纳米颗粒突破血脑屏障靶向脑转移瘤

脑转移(这些继发性肿瘤被称为脑转移)最常见于乳腺癌、肺癌和结肠癌等实体瘤，并且通常与不良预后相关。当癌症侵入大脑时，治疗可能会很困难，部分原因是血脑屏障，这是一种将大脑与身体其他部分分开的几乎无法穿透的膜。现在，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表示，他们已经开发出一种可以穿透血脑屏障的纳米颗粒。

该研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上，题为“用治疗性纳米颗粒同时靶向外周肿瘤和脑肿瘤，以破坏两个部位的代谢适应性”。

通过在颗粒上装载两种针对线粒体的前药，研究人员证明他们的方法可以在临床前研究中缩小乳腺癌和脑肿瘤。该团队的纳米颗粒有一天可能会用于治疗转移瘤，同时还具有治疗原发肿瘤的额外好处。

“我总是说纳米医学是未来，但我们当然已经进入了那个未来，”领导这项研究的西尔维斯特大学生物化学和分子生物学副教授、技术和创新助理主任尚塔·达尔博士说。“纳米医学绝对也是癌症治疗的未来。”

新方法使用了由可生物降解聚合物制成的纳米颗粒，这是达尔团队先前开发的，再加上她的实验室也开发的两种针对癌症能源的药物。由于癌细胞通常具有与健康细胞不同的新陈代谢形式，因此抑制其新陈代谢可能是杀死肿瘤而不伤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，它通过破坏快速生长的细胞中的DNA来杀死癌细胞。肿瘤细胞可以修复其DNA，有时会导致顺铂耐药。Dhar的团队修改了该药物，将其目标从核DNA(构成我们染色体和基因组的DNA)转移到线粒体DNA。

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，研究人员将其改良的顺铂(他们称之为Platin-M)与他们开发的另一种药物Mito-DCA结合起来，攻击称为氧化磷酸化的能量产生过程。，它专门针对一种称为激酶的线粒体蛋白，并抑制糖酵解(一种不同类型的能量产生)。

达尔表示，开发能够进入大脑的纳米粒子还有很长的路要走。她的整个独立职业生涯都在研究纳米颗粒，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，这些纳米颗粒中的一小部分到达了大脑。通过进一步打磨这些聚合物，达尔的团队开发了一种可以穿过血脑屏障和线粒体外膜的纳米颗粒。

“弄清楚这一点经历了很多坎坷，我们仍在努力了解这些颗粒穿过血脑屏障的机制，”达尔补充道。

研究小组随后在临床前研究中测试了这种专门的载药纳米颗粒，发现它们可以缩小乳腺肿瘤和植入大脑中形成肿瘤的乳腺癌细胞。在实验室研究中，纳米颗粒-药物组合似乎也是无毒的，并且显着延长了生存期。

展望未来，研究人员计划在实验室中测试他们的方法，以更精确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实验室模型中测试该药物。

“我对高分子化学非常感兴趣，并将其用于医疗目的真的让我着迷，”在Dhar实验室工作的迈阿密大学博士生AkashAshokan说，他与博士生ShritaSarkar是这项研究的共同第一作者。“很高兴看到它应用于癌症治疗。”