三支团队推进纳米颗粒平台,实现精准靶向癌症治疗
三家机构的科学家分别开发了不同的纳米颗粒递药系统,以更精准地将治疗递送至肿瘤并减少对健康组织的损伤。相关策略涵盖DNA纳米机器、在淋巴结肿瘤部位激活的免疫治疗纳米颗粒,以及可在肿瘤处转变为纳米纤维网络并支持“点击化学”按需给药的平台。
三支独立研究团队开发了新型基于纳米颗粒的策略,旨在将癌症治疗更精准地递送至肿瘤,同时将对健康组织的损伤降至最低。
南方医科大学珠江医院由张超教授领衔的团队开发了一种基于DNA纳米机器的药物递送系统,用于克服小细胞肺癌(SCLC)的化疗耐药。研究团队确定PRMT1/SOX2信号轴是驱动SCLC化疗耐药的关键因素,并设计了可实现时间程序化释药的DNA纳米机器。该系统可同时装载PRMT1抑制剂DCLX069与顺铂,使肿瘤细胞内形成程序化治疗序列:先快速释放DCLX069以抑制肿瘤干性(stemness),随后逐步释放顺铂以最大化细胞毒作用。
研究结果显示,PRMT1在化疗耐药的SCLC细胞中显著上调,并与患者不良预后密切相关。机制研究揭示,PRMT1通过激活SOX2介导的肿瘤干性促进化疗耐药。抑制PRMT1可显著降低干性并提高对顺铂的敏感性。DNA纳米机器在体外与体内均表现出优异的肿瘤靶向能力。在细胞与动物模型中,该纳米治疗系统有效逆转了SCLC的化疗耐药并显著抑制肿瘤生长。与传统静脉注射顺铂相比,DNA纳米机器显著降低了顺铂相关的血液学与肾毒性,且未诱发明显免疫原性反应。该研究发表于期刊Research。
McGill University与Rosalind and Morris Goodman Cancer Institute的科学家提出了另一种递送癌症免疫治疗的方法,旨在治疗已扩散至淋巴结的癌症。研究人员将一种现有免疫治疗药物封装进工程化纳米颗粒中,使其经血流运输,并在到达受癌症影响的淋巴结后释放并激活药物。据Canada Research Chair in Biomaterials and Biomacromolecule Delivery介绍,这些纳米颗粒能够感知在癌变淋巴结中富集的某种分子,并仅在需要的位置精准激活药物;而在健康组织中,药物保持失活状态并最终被降解。
相关结果发表于《Proceedings of the National Academy of Sciences》(PNAS)。小鼠模型显示,与标准静脉免疫治疗相比,该纳米颗粒可减少有害副作用并提高疗效。该实验性方法旨在解决一个关键挑战:受癌症影响的淋巴结常被外科切除,而这一操作可能削弱免疫系统。目前团队正于其他临床前研究中评估其安全性,之后才会启动任何临床试验。
UC Davis Comprehensive Cancer Center的科学家正在测试可变形纳米颗粒:其在体内以微小颗粒形式循环,抵达癌症部位后重塑为纳米纤维网络。这些纤维可黏附于肿瘤,但在健康器官中会更快自然消退,从而形成内置的靶向系统。该研究由UC Davis Health生物化学与分子医学系,以及血液学与肿瘤学部的杰出教授Kit S. Lam牵头。该项目近期获得National Institutes of Health(NIH)R01科研项目资助,金额为310万美元。
当纳米颗粒在肿瘤周围形成由微小纤维构成的网络后,研究人员可利用高度特异性的“点击化学(click chemistry)”反应递送治疗分子。第二步使临床医生能够按需添加药物——包括小分子药物、毒素,以及增强免疫的分子或蛋白——以增强免疫系统的抗肿瘤效应。纳米颗粒可在肿瘤区域停留长达1周,但在肝脏、肺等健康器官中仅需2天即可消退。
UC Davis团队将其称为“双组分、两步式”策略:纳米颗粒先定位肿瘤并转化为持久的分子框架,随后医生给药,使治疗剂锁定到递送系统上并在肿瘤微环境中开始发挥作用。项目包含三大目标:设计并优化可靶向非小细胞肺癌等癌症中受体的纳米颗粒;利用先进成像技术理解纳米颗粒在活体系统中的行为;以及在临床前癌症模型中测试该方法的安全性与有效性。