植物病毒奈米顆粒成功運載新型抗癌藥物,療效可超傳統鉑化合物40倍

植物病毒奈米顆粒成功運載新型抗癌藥物,療效可超傳統鉑化合物40倍

凱斯西儲大學(Case Western Reserve University)和麻省理工學院(MassachusettsInstitute of Technology)的科學家發現,當他們將phenanthriplatin(以下簡稱菲鉑)包裹在煙草花葉TMV病毒(tobaccomosaic virus)奈米級顆粒中進行施藥之後,不僅縮小了小鼠的三陰乳腺癌腫瘤,而且治後腫瘤還比傳統抗癌藥順鉑(cisplatin)或未包裹的菲鉑小四倍。這一研究成果發表於美國化學協會的ACS Nano 期刊。

鉑類抗癌藥物早在20世紀80年代就得到了廣泛應用,當這些藥物同癌細胞的DNA發生交聯,繼而阻礙DNA轉錄時,癌細胞就會死亡。超半數以上的癌症病人的化療都依賴於順鉑(cisplatin)和卡鉑(carboplatin)等鉑類化合物,順鉑尤其對睾丸癌有效。然而,鑑於越來越多的癌症產生了抗藥性,科學家一直在研究更新的鉑化合物。

2012年,來自麻省理工大學的化學教授史蒂芬·J·立帕德(Stephen J. Lippard)發現,當他用菲啶(phenanthridine)替代順鉑中的一個氯原子時,形成的新化合物菲鉑(phenanthriplatin)更易於進入癌細胞,療效高而副作用小。在直接針對肺癌、乳腺癌、骨癌等腫瘤細胞的實驗中,菲鉑更表現出相當於順鉑4-40倍的抗癌能力。

立帕德教授的研究在把菲鉑應用於模式動物的環節遇到了障礙:注射到患癌小鼠體內的菲鉑的療效同傳統鉑化合物沒有任何區別。他立即意識到,菲鉑沒能完全發揮作用,很可能是因為在抵達癌細胞之前就被消耗了。

探尋理想給藥系統的立帕德教授在凱斯西儲大學的生物工程專家妮可·施泰因梅茨(Nicole Steinmetz)那裡找到了答案。施泰因梅茨研究的煙草花葉病毒TMV可以說是菲鉑完美的載體:它是一根細長中空的圓柱管,半徑4奈米,管壁帶負電;菲鉑的半徑大約1奈米,經硝酸銀加工後帶正電。 TMV病毒不會感染正常的人體細胞,長條形可以使該病毒躲在血管邊緣而不被免疫細胞發現,並穿越腫瘤的脈管結構,潛入癌細胞。

植物病毒奈米顆粒成功運載新型抗癌藥物,療效可超傳統鉑化合物40倍
植物病毒奈米顆粒成功運載新型抗癌藥物,療效可超傳統鉑化合物40倍

由於血液中酸鹼值較高,攜帶有毒菲鉑的TMV病毒顆粒直至抵達癌細胞的酸性溶酶體(lysosomal compartments)內才會被分解。被釋放的菲鉑同癌細胞DNA以單一位點結合,阻礙DNA轉錄,造成細胞凋亡,比同DNA形成交聯的順鉑殺傷力更大。

立帕德和施泰因梅茨的合作在患三陰乳腺癌(triple-negativebreast cancer)的小鼠體內成功證明了TMV運載菲鉑的優越性。他們還在做更多的相關實驗,包括研究其他類型的癌症,以及如何加工病毒載體能使其在進入癌細胞後更容易累積。

自從1978年鉑化合物被首次批准用於化療,它們在拯救萬千生命的同時,也造成了極大的毒副作用,包括噁心、嘔吐、失聰、神經損傷、肝臟毒性等等。改變這一現狀的鑰匙,可能就存在於新型的鉑化合物和更安全精準的給藥系統之中。

出處:網易科技
作者:DeepTech深科技

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