據悉,來自凱斯西儲大學的研究者們,在成功獲得將近1.7百萬美元的研究補助后,致力于納米粒子的建立,以此來探測并消除那些極其微小的無法通過現有技術探測到的癌細胞轉移酶。
他們的目標是那些在傳統抗癌療法中僥幸逃脫的能再次形成腫瘤的侵略性癌細胞。而微轉移病灶悄無聲息的移動及生長,是(腫瘤)轉移性疾病顯著的特征,也是全球大多數癌癥患者死亡的原因。
日前,由生物醫學工程和放射學的助理教授Efstathios Karathanasis帶領的研究團隊宣布,他們將在接下來的五年時間里,優化分子表層配合基鍵,促使納米鏈能深入癌癥患者血液內對微轉移癌細胞進行探測。美國國家癌癥研究所助資1.6百萬美元用于該研究的繼續開展。
此外,俄亥俄州癌癥研究協會又出資6萬美元支持該研究項目,幫助其提高納米鏈靶向微轉移酶時,化療藥物的藥性及在患者體內的傳播速度。
這些資金將用于繼續早前所進行的研究項目,該項目由凱維斯特大學醫藥系的助理教授Karathanasis、放射科教授兼核磁共振成像研究主任Mark Griswold,以及藥物學教授兼凱維斯特大學癌癥研究中心副主任Ruth Keri共同參與。他們及其共事者發明了納米鏈技術,用于促使進入腫瘤的化療藥物摧毀癌細胞。
其中,Karathanasis教授解釋道,“患者在診斷出癌癥的初期,會進行手術切掉首顆腫瘤,然后通過一系列化療殺死殘留的癌細胞,包括遠距離微轉移癌細胞。”
他繼續補充道,“事實上,化療藥物對治癌是很有效的,但傳統化療當中,化療藥物都是隨機的分散在患者體內,不能有效的摧毀侵略性癌細胞。如果為了使化療藥物能更多的摧毀癌細胞而加大劑量,可能會出現“病未好,人先亡”的結果。”
但是,要實現抗癌藥物僅靶向微轉移病灶的目標,仍然是一個挑戰。這些微轉移病灶通常隱藏在極少數的健康細胞當中,致使醫生們無法通過當今的成像屏幕觀察到他們的片刻停留。
與傳統藥物相反的是,你可以通過改變納米顆粒的大小及形狀,來控制納米粒子在患者血液中的流動。Karathanasis還說,“你可以將納米粒子當做我們后院的一堆樹葉,當風刮起時,由于葉子本身重量、大小及形狀各異,每片葉子都會有不同的飛行軌跡。作為工程師,我們要研究的是如何控制納米粒子在患者體內的流動。”
于是,研究組在每條納米鏈上裝上“尾巴”,它是由磁化的鐵氧化物鏈與裝滿化療延誤的球狀物質組成的。這些裝有尾巴的納米鏈主要用于恢復主動脈的流動,沿著血管壁獲取整合素與攜帶有附著在血管壁上的新形成的腫瘤微轉移病灶。
當這些納米鏈聚焦在腫瘤內部時,研究者們就會在動物模型外部導入一個叫做螺線型電導管的線盤。電流通過線盤會產生一個射頻場,從而促使納米鏈末端磁化的尾部振動,打破裝有化療藥物的球狀物質,使得這些化療藥物深入每個微轉移病灶內。
在對一個攜帶有乳腺癌病灶的老鼠進行測試時,通過這種納米鏈技術所殺死的癌細胞是傳統化療方式的3000倍。從而有效延長了患者的壽命,甚至有可能使患者痊愈,同時,也減小了藥物對患者健康組織的損害程度。
由于其隨機分散的特點,能真正進入微轉移病灶的傳統化療藥物的數目屈指可數。不過,在最近的測試中,測試人員發現,多達6%的納米鏈能真正進入老鼠體內僅為1毫米大小的微轉移病灶中。不過,研究者所希望的遠不及此。
通過聯邦政府的扶持,研究者們改進了納米鏈,使其至少擁有兩個配合基,有利于將各條納米鏈組織連接起來,并靶向患者體內的微轉移病灶。
不過,不同的配合基會附著在癌細胞不同的位置,從而大大提升了目標的發現幾率與消除幾率。
利用俄亥俄州的資助金,研究者們將能研究出納米鏈及其尾部包括載有藥物的球狀物質的最佳尺寸。從而使得他們更有效更快速地殺死癌細胞。通過在納米鏈內倒入熒光材料,當納米鏈從血液流中滑脫,聚集在微轉移病灶內部,并釋放球狀物質內部的藥物時,研究者們能及時觀察到,從而更好地進行提升。
此外,研究組的其他成員還有凱維斯特大學醫藥系放射科的助理教授兼UH案例醫藥研究中心主任Vikas Gulani、凱維斯特癌癥研究中心的成像核心中心的主任兼放射科助理教授Chris Flask與凱維斯特癌癥研究中心的副教授William Schiemann。
Karathanasis表示,“這樣的研究工作絕無僅有,在其他地方不會存在。該研究是我所在的實驗室連同納米醫學工程實驗室與成像案例研究中心、癌癥案例綜合研究中心互動研究的項目。”