蛋白质药物必须以防止其立即降解的方式转运到细胞中。一种新方法旨在确保它们仅在某些细胞(例如癌细胞)中保持完整。在《AngewandteChemie国际版》杂志上发表的一项研究中,一个日本研究小组引入了一种纳米载体,它可以在其货物被破坏之前从内涵体中“逃脱”。这种逃逸能力仅在某些肿瘤细胞的内体中触发。

纳米载体研究证明肿瘤特异性药物通过受控内体逃逸释放

纳米载体通过内吞作用被摄取到细胞中:当纳米载体落在细胞表面时,细胞膜折叠并将其封闭在称为内体的气泡中,然后漂移到细胞内部。在其后期,内体与含有酶的溶酶体合并,形成内溶酶体。在这个结构中,酶分解体内的物质和异物。

基于蛋白质的药物只有在被分解之前“逃离”内溶酶体才能变得活跃。这被称为“内体逃逸”。一些纳米载体可以打开内/溶酶体膜,从而具有内体逃逸能力。

由KazunoriKataoka和HoracioCabral领导的团队旨在更进一步,生产纳米载体,只有当它们进入非常特定的细胞(例如肿瘤细胞)时才会触发内体逃逸。这将保护健康的细胞。研究人员利用了不同类型的细胞具有截然不同的内溶酶体酶活性这一事实。例如,蛋白酶组织蛋白酶B(CTSB)在癌细胞中的活性特别高。

东京大学和川崎产业振兴研究所的研究小组利用特殊的荧光探针分子,初步研究了CTSB活性和内体中的蛋白质降解。他们确定,在具有高酸性内体的癌细胞中,CTSB活性在其早期阶段就已经非常高——明显是在蛋白质降解加速之前。研究人员利用这个时间窗口,使用纳米载体,其内体逃逸能力是由癌细胞中的CTSB触发的。

该团队构建了基于聚乙二醇的纳米载体,其具有能够“撕裂”内膜/溶酶体膜的二氨基乙烷基团。然后,他们使用连接体连接抗体作为蛋白质药物的模型。纳米载体屏蔽了“撕裂工具”,使它们最初处于非活动状态。

连接子被设计为被内溶酶体中的CTSB分裂。这会将货物与运输工具分开,并启动撕裂工具。它们打开内体/溶酶体膜,并将完整的抗体释放到细胞内部,但仅限于内体CTSB活性升高的肿瘤细胞中。

该方法可以代表一种通过具有受控内体逃逸的刺激响应纳米载体来细胞特异性释放药物的新策略。