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Science子刊:科学家利用纳米颗粒揭示癌症的转移机制

来源:生物谷 2016-07-07 22:54

图片摘自:newswise.com

2016年7月7日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,刊登于国际杂志Science Translational Medicine上的一项研究论文中,来自纪念斯隆凯特琳癌症中心的研究人员通过研究鉴别出了一种新型策略,其可以将药物靶向特异性作用于癌症位点,包括转移性肿瘤等;文章中,研究者设计了一种纳米颗粒来模拟肿瘤自身在机体全身的转移机制,而且这种新型纳米颗粒适用于一系列类型的肿瘤和药物,同时也可以用于自身免疫疾病和血管疾病中。

转移性肿瘤是引发90%癌症死亡的主要原因,其可以躲避有效疗法的攻击,其中一个主要原因就是许多癌症药物并不会在肿瘤位点积累以达到足够的量,此外这些药物还会对机体健康组织产生一定的副作用,因此特异性作用转移性肿瘤的靶向药物或许可以有效改善对肿瘤的杀灭作用。

文章中,研究者重点对P-选择素(Selectin)进行了研究,P-选择素是血管内壁上的一种特殊分子,其可以帮助肿瘤转移,为了发生转移,癌细胞会离开原始的肿瘤位点并且在血液中循环,在特定位点这些癌细胞就会吸附到P-选择素上从而停止继续循环,从而就会形成新的肿瘤,通过靶向作用P-选择素,研究者就发现了癌细胞发生转移的新机制。

为了利用P-选择素来靶向作用转移性癌症,研究人员开发了一种由岩藻多糖组成的新型纳米颗粒,这种纳米颗粒可以被填充到不同的癌症药物中,包括化疗药物和新型的精准化药物中。研究者Heller表示,通过对肺部实验性转移模型进行相关研究,结果表明,这些纳米颗粒可以靶向作用癌症位点,而且相比正常药物的使用而言,纳米颗粒可以更加发挥更大的效果,因此随着癌症药物剂量的降低,其对人体的副作用也会相应降低。

随后研究者将纳米颗粒填充到一种名为MEK抑制剂的个体化药物中,MEK抑制剂在携带特殊突变的癌症中发挥作用,相比没有填充纳米颗粒的药物而言,填充纳米颗粒的癌症药物在靶向作用癌细胞上更加有效,这样一来癌症药物的剂量就可以降低超过85%,从而无疑就会降低药物的相应副作用。因此个体化药物在抵御癌症上往往会表现出较大的潜力。

研究者指出,利用纳米颗粒仅能靶向作用于不含P-选择素的肿瘤细胞,而放射疗法则可以促进P-选择素在肿瘤位点暴露无遗,随后通过联合研究,研究者们就发现利用放射疗法就可以靶向作用P-选择素的表达,并且会将纳米颗粒引导到癌症位点中去;较低剂量的放疗可以准确选择性地靶向作用肿瘤组织而不影响周围的良性组织,这或许就可以帮助研究者开发一些新型靶点,而由放疗引导的药物运输体系或许可以帮助研究者们开发作用于机体任何位点的靶向药物。

最后研究者表示,相比携带岩藻多糖颗粒的靶向药物而言,将P-选择素颗粒包裹入药物中或许可以发挥更加明确的治疗效益,当然后期还需要更为深入的研究,比如临床研究来得以证实。(生物谷Bioon.com)

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P-selectin is a nanotherapeutic delivery target in the tumor microenvironment

Yosi Shamay1, Moshe Elkabets2,3, Hongyan Li4, Janki Shah1, Samuel Brook2, Feng Wang4,5, Keren Adler1,6, Emily Baut1,7, Maurizio Scaltriti2,8, Prakrit V. Jena1, Eric E. Gardner1,9, John T. Poirier1,7,10, Charles M. Rudin1,7,10, José Baselga2,10, Adriana Haimovitz-Friedman4 and Daniel A. Heller1,7,*

Disseminated tumors are poorly accessible to nanoscale drug delivery systems because of the vascular barrier, which attenuates extravasation at the tumor site. We investigated P-selectin, a molecule expressed on activated vasculature that facilitates metastasis by arresting tumor cells at the endothelium, for its potential to target metastases by arresting nanomedicines at the tumor endothelium. We found that P-selectin is expressed on cancer cells in many human tumors. To develop a targeted drug delivery platform, we used a fucosylated polysaccharide with nanomolar affinity to P-selectin. The nanoparticles targeted the tumor microenvironment to localize chemotherapeutics and a targeted MEK (mitogen-activated protein kinase kinase) inhibitor at tumor sites in both primary and metastatic models, resulting in superior antitumor efficacy. In tumors devoid of P-selectin, we found that ionizing radiation guided the nanoparticles to the disease site by inducing P-selectin expression. Radiation concomitantly produced an abscopal-like phenomenon wherein P-selectin appeared in unirradiated tumor vasculature, suggesting a potential strategy to target disparate drug classes to almost any tumor.

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