J COLLOID INTERF SCI：科学家尝试“电刺激”治疗恶性脑瘤，体外实验已完成
2019-01-09 符苏 生物探索
胶质母细胞瘤是最致命的癌症之一，患者五年生存率低于百分之五。常用的治疗手段包括手术和放化疗，但是这一恶性肿瘤存在复发的高风险，化疗药物常常无法到达脑补深处的恶变区域，且伴随有耐药性问题。
胶质母细胞瘤是最致命的癌症之一，患者五年生存率低于百分之五。常用的治疗手段包括手术和放化疗，但是这一恶性肿瘤存在复发的高风险，化疗药物常常无法到达脑补深处的恶变区域，且伴随有耐药性问题。
近日，来自意大利都灵理工大学的科学家们想出一招新的抗癌策略：他们采用了“带电”的纳米颗粒，让它们携带特有的标记，直接靶向脑癌细胞。相关研究成果发表在《Journal of Colloid and Interface Science》期刊。
原理：利用低强度的交流电抗癌
Attilio Marino团队研制出一种能够电信号的纳米颗粒——压电式纳米颗粒（piezoelectric nanoparticles）。当给予超声波反复刺激后，这些纳米粒子能够在体内产生低强度的交流电。
这些电流会干扰钙离子、钾离子进出细胞，最终达成消灭癌细胞的目的。
改良：只靶向肿瘤细胞
但是，这个方法存在一个问题：在对付癌细胞的同时，健康细胞也容易受到离子通道破坏的影响，所以存在很大的隐患。
如何将电信号只集中于癌细胞上，从而避免损伤健康细胞呢？
研究团队进行了多次改良：他们在纳米颗粒表面涂上了一层塑料聚合物，并在塑料聚合物表面加上一种抗体（能够识别、结合特定癌细胞）。
“带电”纳米颗粒抗癌的示意图（图片来源：Journal of Colloid and Interface Science）
应用：治疗胶质母细胞瘤
与大多数健康细胞不同，胶质母细胞瘤的表面会表达转铁蛋白受体。
所以，研究团队在纳米颗粒表面添加上转铁蛋白抗体（与转铁蛋白受体结合）。这意味着，这些可以产生交流电的纳米颗粒只靶向癌细胞。
因为是脑瘤，所以纳米颗粒还必须通过血脑屏障。如果纳米颗粒足够小，它们就可以做到这一点。因此，研究小组选择了直径为300纳米的粒子（在可以通过屏障的尺寸范围内）。
研究团队进行了体外试验——他们在实验室培育了一种由内皮屏障（类似于血脑屏障）覆盖的脑瘤组织，在注入纳米粒子之后，用超声波刺激组织样本，同时使用了一种标准的化疗药物替莫唑胺。
结果显示，纳米颗粒能够相对容易地穿透癌细胞。而且，当纳米颗粒进入癌细胞内部并受到超声波的轰击时，它能够显著提高替莫唑胺的疗效。
这意味着，电化学方法能够增加肿瘤对化疗药物的敏感性，从而显著增加抗癌细胞过。
当然，这一抗癌策略还有很多的研究工作需要进行。真实的脑瘤环境远比体外模型要复杂。研究人员认为，未来还需要验证该疗法在体内的疗效，同时需要考虑纳米颗粒的大小和形状，以便更好地控制压电效果。
原始出处：
Attilio Marino, et al. Piezoelectric Barium Titanate Nanostimulators for the Treatment of Glioblastoma Multiforme. Journal of Colloid and Interface Science. Mar 2019.
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