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ACS Nano:新型纳米载体或可将肺癌药物的作用效率提高25倍

来源:生物谷 2015-03-07 15:47

2015年3月7日 讯 /生物谷BIOON/ --纳米颗粒可以作为药物运输载体来帮助抵御肺部癌症,近日,来自德国环境健康研究中心等处的研究人员通过研究开发出了一种新型纳米颗粒载体,其可以在人类和小鼠的肺部的肿瘤位点实现位点选择性地释放药物分子,这种方法或可增加当前癌症药物对肺癌的作用效果,相关研究刊登于国际杂志ACS Nano上。

纳米颗粒是非常小的分子颗粒,其在医药领域可以被进行多种用途的修饰作用,比如纳米颗粒可以被工程化操作来讲药物特异性地运输至疾病位点,同时并不干扰机体的健康组织。

首次在人类组织中证实选择性药物的运输

研究人员开发的新型纳米载体,其金辉在肺部肿瘤区域释放携带的药物,研究者Silke Meiners教授表示,研究结果显示,我们可以利用这种新开发的纳米颗粒首次实现在人类肺部肿瘤组织中的选择性释放。

肿瘤特异性的蛋白可以被用于释放从纳米载体上携带的药物

肺部的肿瘤组织包含着高浓度的特殊蛋白酶类,这些酶类可以破碎并且对特殊蛋白进行切割,科学家们就利用了这一点来修饰携带保护层的纳米载体,而其仅在蛋白酶存在的情况下才能够被破碎,在破碎的过程中就会释放出抗癌药物进行肿瘤组织的靶向作用;健康肺部组织的蛋白酶浓度足够低,以至于并不能够破坏保护层,因此携带抗癌药物的纳米载体就可以持续性地对肺部癌症组织进行作用。

研究者Meiners说道,利用这些纳米载体我们就可以选择性地释放药物,比如特殊的化疗制剂来杀灭肺癌细胞等,相比抗癌药物自身作用肺癌组织而言,药物在纳米载体的携带下运输至癌症组织后达到的药物作用有效性是前者的10-25倍,同时这种纳米载体携带的方法也可以有效降低所用药物的剂量从而更加有效地降低研究者不希望看到的副作用。

后期研究中研究者希望进行体内实验来检测这种纳米载体的有效性,并且在恶性肺部肿瘤的小鼠模型中进行其临床作用效力的证实。(生物谷Bioon.com)

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Protease-Mediated Release of Chemotherapeutics from Mesoporous Silica Nanoparticles to ex Vivo Human and Mouse Lung Tumors

Sabine H. van Rijt *†, Deniz A. Bölükbas †, Christian Argyo ‡, Stefan Datz ‡, Michael Lindner §, Oliver Eickelberg †, Melanie Königshoff †, Thomas Bein *‡, and Silke Meiners †

 

Nanoparticles allow for controlled and targeted drug delivery to diseased tissues and therefore bypass systemic side effects. Spatiotemporal control of drug release can be achieved by nanocarriers that respond to elevated levels of disease-specific enzymes. For example, matrix metalloproteinase 9 (MMP9) is overexpressed in tumors, is known to enhance the metastatic potency of malignant cells, and has been associated with poor prognosis of lung cancer. Here, we report the synthesis of mesoporous silica nanoparticles (MSNs) tightly capped by avidin molecules via MMP9 sequence-specific linkers to allow for site-selective drug delivery in high-expressing MMP9 tumor areas. We provide proof-of-concept evidence for successful MMP9-triggered drug release from MSNs in human tumor cells and in mouse and human lung tumors using the novel technology of ex vivo 3D lung tissue cultures. This technique allows for translational testing of drug delivery strategies in diseased mouse and human tissue. Using this method we show MMP9-mediated release of cisplatin, which induced apoptotic cell death only in lung tumor regions of Kras mutant mice, without causing toxicity in tumor-free areas or in healthy mice. The MMP9-responsive nanoparticles also allowed for effective combinatorial drug delivery of cisplatin and proteasome inhibitor bortezomib, which had a synergistic effect on the (therapeutic) efficiency. Importantly, we demonstrate the feasibility of MMP9-controlled drug release in human lung tumors.

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