超声激活气泡有望改善癌症药物递送
超声激活的微泡在癌症治疗中展现出巨大潜力。杜克大学的SonoPIN技术杀死了50%的癌细胞，而凯斯西储大学的纳米气泡则突破了肿瘤屏障，有望在两年内开展临床试验。
在两项新研究中，研究人员展示了利用超声激活微泡来改善癌症药物递送的技术。杜克大学的工程师开发了一种名为SonoPIN的技术，利用微泡和超声波帮助较大的癌症药物进入肿瘤细胞并使其自我毁灭，而凯斯西储大学的研究人员则利用超声激活的纳米气泡来分解保护实体瘤免受治疗的坚硬细胞外基质。
杜克大学的这项技术被称为“声致穿孔辅助精确细胞内纳米递送”（Sonoporation-assisted Precise Intracellular Nanodelivery），简称SonoPIN，旨在递送PROTACs（蛋白降解靶向嵌合体）。PROTACs是一类在降解“不可成药”蛋白和克服癌症治疗耐药性方面展现出巨大潜力的治疗药物。PROTACs通过与特定靶蛋白结合并招募一种名为E3泛素连接酶的酶，将泛素连接到靶蛋白上，标记其被人体自然清除系统破坏。在癌细胞中，PROTACs已被用于靶向并降解一种名为BRD4的蛋白质，从而破坏癌细胞快速繁殖和生存的能力。然而，PROTAC分子体积过大，无法自行进入细胞。
为了克服这一障碍，研究人员为微泡配备了合成的核酸链，这些核酸链旨在与癌细胞膜上的特定生化受体结合。当受到超声波强烈作用时，微泡迅速破裂，引发一种称为“声致穿孔”的现象，在细胞膜上产生足够大的纳米级临时孔隙，使PROTACs得以进入。细胞膜在几分钟内自然愈合。在超声暴露一分钟后，经SonoPIN处理的细胞比传统PROTAC递送方法处理的细胞发出七倍更亮的荧光，表明它们摄入了更多的PROTACs。该研究于3月13日在线发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上。
在凯斯西储大学的另一项研究中，研究人员将充满惰性气体全氟丙烷的纳米气泡注入乳腺癌模型，并利用超声波“抖动”气泡，在不破坏细胞的情况下分解肿瘤的坚硬结构。根据发表在《ACS Nano》上的结果，肿瘤变得更柔软、更均匀，更容易被免疫细胞和纳米颗粒穿透。纳米气泡治疗还激活了肿瘤内已有的免疫细胞，使其分泌危险信号并招募更多免疫细胞到肿瘤部位。靶向癌症的杀伤性T细胞也会寻找其他肿瘤，即使是未经治疗的肿瘤也是如此。
纳米气泡治疗使肿瘤保持软化至少五天，而未治疗的肿瘤则变得更坚硬、更难以治疗。当随后注射含有增强T细胞活性RNA的脂质纳米颗粒时，治疗药物扩散到整个肿瘤，而非停留在注射部位。这些纳米气泡已被Visano Theranostics公司商业化用于检测前列腺癌，所使用的超声波已获FDA批准并可在市场上购买。一项新药临床试验（IND）申请将在未来18个月内提交给FDA，治疗用途可借助该申请，有望在两年内开展临床试验。