目前,对于最常见且恶性程度最高的脑肿瘤——多形性胶质母细胞瘤(GBM),尚无有效治疗方法。一些低分子量抗肿瘤药物可渗透BBTB(血脑肿瘤屏障)内皮细胞之间的缝隙,BBTB是一种特征性血管结构,由血脑屏障部分崩塌形成,但它们会迅速从肾脏排泄,导致GBM蓄积量较低。

研究团队利用纳米标尺确定脑肿瘤组织通透性的阈值

此外,它们在健康组织中的非特异性分布常常引起严重的副作用,如骨髓抑制和免疫抑制。已知30-100纳米大小的纳米药物可避免快速肾脏排泄并提高某些肿瘤模型中的药物蓄积效率。然而,此类纳米药物在胶质母细胞瘤(GBM)中的蓄积水平仍然有限,可能是因为BBTB中的血管通透性相对较低。

现在,纳米医学创新中心(iCONM)与东京大学工程学院共同宣布,由iCONM客座科学家宫田宽二郎教授(东京大学材料工程系教授)领导的团队使用纳米尺(一种用于测量体内间隙的生物相容性聚合物)发现,脑肿瘤的组织渗透性阈值在10-30纳米范围内。

尤其是当纳米尺尺寸调整至10纳米时,实现了前所未有的高脑肿瘤蓄积效果,所得结果对未来脑肿瘤纳米药物的设计提供了重要的指导意义。

Miyata及其团队使用一种尺寸可调的隐形聚合物(称为“聚合物纳米标尺”)研究了尺寸依赖性的胶质母细胞瘤(GBM)靶向性,并在《生物共轭化学》杂志上发表了研究结果。

小的gPEG表现出有效的脑肿瘤蓄积,其中10nm的gPEG达到了最高的蓄积水平(比正常脑区域高19倍,比30nm的gPEG高4.2倍),这可能是因为最佳尺寸与增强的BBTB通透性和延长的血液循环有关。

总之,本研究探索了纳米药物对被动GBM靶向的尺寸效应,采用尺寸可调的聚乙二醇接枝共聚物(gPEG)作为聚合物纳米标尺(范围从8.5到30纳米)。

Miyata将在未来的工作中报告药物结合和优化,以增强针对GBM的药物输送。总体而言,这项研究提供了一种有用的分子设计,以开发用于化疗、放射治疗、光动力/热治疗和诊断的针对GBM的纳米药物。