防止癌症复发的神奇“贴片”

时间:2016年7月26日
来源:生物通

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今天在《Nature Materials》杂志上发表的一篇论文中,来自麻省理工学院(MIT))的研究人员,描述了一种带粘性的补丁贴片,无论是在手术前还是手术后,它都可以粘附在肿瘤部位,提供“药物、基因和照片(光为基础的)疗法”的三重组合。

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生物通报道:在20个人当中大约就有1个人,将可能在他们的一生中患上结直肠癌,使得这种癌症成为美国第三大最常见的疾病。在欧洲,它是第二大最常见的癌症。

结直肠癌最广泛使用的第一线治疗是手术,但这可能会导致肿瘤的切除不完全。癌细胞仍可能残留下来,从而有可能增加了复发和转移的风险。事实上,尽管许多患者在术后数月或数年内没有癌症复发,但已知的肿瘤复发率却高达百分之50。手术后用来防止肿瘤复发的传统治疗方法,不能充分地区分健康细胞和癌细胞,从而造成了严重的副作用。

今天在《Nature Materials》杂志上发表的一篇论文中,来自麻省理工学院(MIT))的研究人员,描述了一种带粘性的补丁贴片,无论是在手术前还是手术后,它都可以粘附在肿瘤部位,提供“药物、基因和照片(光为基础的)疗法”的三重组合。根据这项研究的负责人、MIT医学工程与科学(IMES)研究所的研究员Natalie Artzi介绍说,在肿瘤部位局部释放这种三联治疗药物,可提高治疗效果。

当前,癌症治疗的一般方法是使用全身性的治疗,如化疗药物。但是抗癌药物缺乏特异性,这意味着,在进行全身施药时会产生不希望的副作用。更甚的是,只有一小部分药物能够到达肿瘤部位本身,这意味着原发性肿瘤的治疗并没有达到有效的疗效。

事实上,最近在小鼠中的研究发现,只有百分之0.7的纳米粒子给药系统能够真正找到自己的方式来靶定肿瘤。Artzi说:“这意味着,我们是通过一种不太理想的方式,来治疗癌症的源头——肿瘤,以及由这个源头所产生的转移。这促使我们用一种有点不同的方式进行思考,来探究我们如何利用材料科学的进步,特别是纳米技术,以一种局部和持续的方式来治疗原发性肿瘤。”

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研究人员开发了一种三联疗法水凝胶的补丁贴片,它可以用来局部治疗肿瘤。这是特别有效的,因为它不仅可以治疗肿瘤本身,而且还能处理术后肿瘤部位残留的任何细胞,防止未来的肿瘤复发或转移。

首先,该补丁包含金纳米棒,当向局部区域施加近红外辐射时,它会发热。这被用来热消融或破坏肿瘤。这些纳米棒还配备了一种化疗药物,当被加热时药物被释放,来靶定肿瘤及其周围细胞。

最后,不响应近红外辐射发热的金纳米球,被用来将RNA或基因治疗传递到肿瘤部位,以沉默大肠癌中一个重要的致癌基因。致癌基因是能够使健康细胞转化为肿瘤细胞的基因。

研究人员设想,临床医生可以去除肿瘤,然后将这个补丁贴在结肠的内表面,以确保不会有“可能将导致癌症复发”的细胞留在现场。随着补丁的降解,它会逐渐释放各种疗法。Artzi说,该补丁也可以作为一种新辅助疗法,一种旨在手术切除之前缩小肿瘤的疗法。

当研究人员在小鼠中检测了这种治疗方法后,他们发现,在百分之40的情况下,肿瘤切除后如果不使用该补丁,癌症就复发。但是当手术后应用该补丁时,治疗可使得症状完全缓解。事实上,即使当肿瘤没有被切除时,单独应用这种三联疗法就足以摧毁它。

与现有的结直肠癌手术不同,这种治疗也可以通过一种微创的方式应用。在这项研究的下一阶段,研究人员希望转移到更大的模型中进行实验,以使用结肠镜设备,不仅用于癌症的诊断,而且还在检测到肿瘤时,将补丁注射到肿瘤部位。

Artzi说:“这施药方式,至少能使早期阶段的癌症患者,避开开放领域的手术和结肠切除术。因此,局部应用的三联疗法,能够提高患者的生活质量和治疗效果。”

2015年4月,该研究小组开发出一种新型纳米凝胶,能帮助阻断造成耐药性的基因,然后再次进行化疗,攻击那些已被“解除武装”的肿瘤。相关论文发表在美国《国家科学院学报》上。这种材料由嵌在水凝胶中的金纳米粒子构成,金纳米粒子外面涂有一层DNA链,其序列与MRP1信使RNA(mRNA)的序列互补,mRNA负责把DNA指令传递到其他细胞。凝胶可以注射或植入肿瘤,植入后会覆盖在肿瘤细胞外。这种局部注入的方式会保护粒子不被分解,还能长期缓释药物。相关阅读:新型纳米凝胶能阻断癌细胞耐药基因 对治疗癌症意义重大

另外,在2015年8月,有研究人员在实验室制备出一种凝胶来传递药物,这种水凝胶材料能够粘附到炎症部位,并随时间的推移缓慢释放药物,这一研究突破,有望为炎症性肠病患者提供一种更有针对性的治疗方法。相关研究结果发表在本周的《Science Translational Medicine》。相关阅读:治疗炎性肠病的神奇凝胶

2015年11月,蒙特利尔大学医院研究中心的研究人员,开发出一种新的注射“生物凝胶”,可有效地将抗癌药物直接送入肿瘤并杀死它们。这一技术已在实验室测试成功。如果在患者身上起作用,这种治疗方法有望彻底改变许多种癌症的治疗。这一研究结果发表在国际顶级生物材料期刊《Biomaterials》。相关阅读:可攻击癌症的“智能”凝胶

(生物通:王英)

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