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新型纳米颗粒结合热处理和化疗,48小时杀死98%癌细胞

2021-01-09  zjshzq

UCL研究人员的一项新研究发现,加热癌细胞同时用化疗药物靶向癌细胞,是一种杀死癌细胞的非常有效的方法。

这项发表在《Materials Chemistry B》杂志上的研究发现,将化疗药物“装载”到微小的磁性颗粒上,这种磁性颗粒可以在给癌细胞输送药物的同时加热癌细胞,其破坏癌细胞的效果比不加热的化疗药物高出34%。

研究背景:

携带化疗药物的磁性氧化铁纳米颗粒暴露在交变磁场中会发热。这意味着,一旦纳米颗粒在肿瘤区域积聚,就可以从身体外部施加交变磁场,使热处理和化疗同时进行。

这两种疗法的效果是协同的——他们增强了各自的效果,这意味着它们在联合使用时比单独使用时更有效。这项研究是在实验室对细胞进行的,在涉及患者的临床试验之前还需要进一步的研究。

资深作者、加州大学物理与天文学学院生物物理学小组的NguyenT.K.Thanh教授说:“我们的研究显示了通过磁性纳米颗粒将化疗与热处理结合起来的巨大潜力。虽然这种联合疗法已经被批准用于治疗快速生长的胶质母细胞瘤,但我们的研究结果表明,它有可能作为一种广泛的抗癌疗法,并得到更广泛的应用。”

“这种疗法也有可能减少化疗的副作用,因为它更能针对癌细胞而不是健康组织。这需要在进一步的临床前试验中探讨。”

研究详情:

在这项研究中,研究人员将磁性纳米颗粒与一种常用的化疗药物doxorubicin相结合,并比较了这种合成物在各种情况下对人乳腺癌细胞、胶质母细胞瘤(脑癌)细胞,和小鼠前列腺癌细胞的影响。

在理想情况下,他们发现,运用热处理和doxorubicin在48小时后杀死98%的脑癌细胞,而不经过热处理的doxorubicin仅杀死了73%的脑癌细胞;同时,经过热处理的doxorubicin对乳腺癌细胞的杀死率为89%,单独使用doxorubicin 48小时后杀死率仅为77%。

癌细胞比健康的细胞更容易受到热的影响——一旦温度达到42摄氏度,癌细胞就会缓慢死亡,而健康的细胞则能承受高达45摄氏度的温度。研究人员发现,只需将癌细胞加热到40摄氏度,就能增强化疗的效果,这意味着用较低剂量的纳米颗粒就可以达到治疗效果。

他们发现,当纳米颗粒被癌细胞吸收或内化时,联合治疗更有效;但他们发现当纳米颗粒在癌细胞外散热时,化疗效果也会增强(这种方式更简单)。然而,只有当氧化铁纳米颗粒被内化或紧密地附着在癌细胞表面时,这种效应才会在低温下发生。

纳米颗粒还有一层聚合物涂层,防止化疗药物渗入健康组织。这种涂层对温度和pH值都很敏感,当温度升高时,纳米颗粒会被内化到细胞内的溶酶体中,而溶酶体的pH值比细胞培养基的其他部分要低。这种细胞内给药对小鼠前列腺癌细胞特别有效,尤其是当温度达到42℃时显示出优异的协同细胞死亡作用。

研究合著者Olivier Sandre博士说:“由于交变磁场可以产生热量,药物的释放可以高度靶向于癌细胞,有可能减少副作用。”

来源:

本文编译自Science Daily网站2021年1月5日发布的《Heat treatment may make chemotherapy more effective》,原文链接:

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/01/210105130114.htm

编者按:

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