「研究」帶有「邏輯感」的癌症智能藥物輸送系統即將推出

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許多抗癌藥物雖然能夠拯救生命,但在殺傷腫瘤的同時還會損害身體中的健康細胞,引起包括疲勞、脫髮、生育問題和嚴重感染等副作用,因此有大量的癌症研究開始集中在藥物輸送系統上,將藥物直接送到腫瘤而不與身體其他部分相互作用。這樣的藥物輸送系統通常以納米膠囊的形式出現,納米膠囊被設計成僅存在於腫瘤中時才打開,以減小藥物的劑量並降低藥物暴露於非腫瘤區域的風險。

如何控制納米膠囊在合適的時機打開是至關重要的,幸運的是,腫瘤自帶許多“危險信號”,腫瘤的存在通常會引起環境的改變,由此科學家們可以使用這些信號作為打開膠囊的觸發器。

常見的信號是酸度變化——直接圍繞腫瘤細胞的環境通常比健康細胞的酸性更強,因此許多科學家正在設計基於酸度變化打開的納米膠囊。

不過,儘管科學家在這一研究領域取得了一定的進展,但現有的藥物輸送系統仍然不如所預期的那樣準確,人體複雜的生物學變化會導致“假陽性”信號的產生,這意味著藥物過早釋放並且在錯誤部位釋放。

來自華東科技大學的研究團隊設計出了一套具有“邏輯感”的藥物輸送系統--只有當膠囊以正確的順序檢測到兩種不同的癌症信號時,才會打開並釋放藥物。這兩種信號依次是,降低的pH值(即酸度增加)和谷胱甘肽的存在,該藥物輸送系統可以以前所未有的精確度定位腫瘤,為將抗癌藥物精準遞送至腫瘤鋪平道路,文章近日發表在Chemical Science雜誌上。

「研究」带有“逻辑感”的癌症智能药物输送系统即将推出

據瞭解,該系統由許多長分子組成,每個長分子包含熒光單元、抗癌前藥(一旦釋放到體內就能代謝產生抗癌藥物的分子)以及長聚合物“尾巴”。在正常的pH水平下,長分子聚集在一起形成一個類似於球體的“膠束”狀、“尾巴”指向外,熒光信號被抑制;而在較低的pH水平下,球體解離長分子被釋放,熒光信號將不再被抑制,並能被檢測到。至此,該系統的第一個條件(pH下降)已經滿足。

「研究」带有“逻辑感”的癌症智能药物输送系统即将推出

而長分子被釋放出來後就會與谷胱甘肽發生反應,從而打破前藥與長分子之間的分子橋,前體藥物從輸送系統中被釋放出來代謝成活性抗癌藥物,失去前藥意味著長分子變短,熒光信號的“顏色”或波長髮生變化,“從綠色變為紫紅色”, 這表明按正確的順序,第二個條件(存在谷胱甘肽)也已滿足。

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研究人員指出,這種雙波長熒光使該系統“適合進行實時三維生物成像”,從而可以成為“用於精確診斷疾病的強大工具,特別是對於可疑病變”。

研究人員認為,這種帶有邏輯感的納米膠囊為開發用於精確可編程藥物輸送系統的體內智能生物傳感探針提供了一定線索。

文 | 醫谷 週會棋

原文檢索:《Cancer: 'Intelligent drug delivery' is on its way》,請點擊左下方的“閱讀原文”查看

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