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医疗技术

对抗癌症药物耐药性有了突破性技术

来源:环球医学编写    时间:2018年02月22日    点击数:    5星

癌症细胞能对化疗药物耐药——即多药耐药性,依然是肿瘤复发和癌症转移的主要原因,但近期的发现带来了希望:有一天,肿瘤学家能指挥癌症细胞“关闭”它们的耐药能力。研究结果近日发表在《Nature Communications》。

新发现由美国马里兰大学Fischell生物工程系教授Xiaoming "Shawn" He和来自其他5个学术机构的研究者提出:一项使用特别设计的纳米颗粒和近红外激光治疗,可使癌症细胞在一段时间内失去它们的多药耐药能力。这为化疗创造了一个治疗窗,以对抗即使是手术或早期治疗后留下的最耐药的细胞。

He介绍,通过在此“治疗窗”内实施化疗,肿瘤学家能对患者使用剂量较低的化疗药物,有可能改善治疗结局——将药物对健康器官的毒性最小化。

癌症细胞耐药的主要原因之一在于外排泵(一种蛋白质,在不需要的有毒物质到达预定目标之前,将它们排出,以保护细胞)的过度表达。外排泵以同样的方式努力对抗毒素,实际上它们也驱逐全部临床相关化疗药物。

幸运的是,外排泵需要化学能来完成自己的功能。因此,通过切断外排泵的能量供给,肿瘤学家能降低甚至消除细胞对药物的抵抗性,如化学药物。认识到这一点,He和他的研究小组开发了降低化学能——三磷酸腺苷(ATP)的方法。

研究小组也包括来自俄亥俄州立大学、弗吉尼亚大学、密苏里大学医学院、上海中医药大学和印第安纳大学医学院的研究者。研究小组特别设计了一种针对线粒体(细胞的“发电机”,把氧和营养素转化成ATP)的纳米颗粒。一旦纳米颗粒到达癌症细胞的线粒体,研究者就应用近红外激光治疗,激发可降低外排泵可及ATP量的化学反应,从而切断它们的能量供给。这样的治疗既减少了外排泵的表达,也减少了它们在细胞质膜的分布。

研究小组的结果显示,载药纳米颗粒联合近红外激光治疗,能有效抑制多药耐药性肿瘤的生长,且无明显的全身性毒性。

研究者一直在探究用于药物递送的纳米颗粒,He和他的小组提出的结果代表了处理癌症细胞内多药耐药性的重要突破。

He表示,多年来,研究者一直关注于使用纳米颗粒将更多的化疗药物递送到癌症细胞,没有针对药物耐药性的根本。这意味着,癌症细胞保持它们驱逐化疗药物的能力,这限制了癌症治疗的提高。为了应对这一挑战,我们的研究小组不仅使用纳米颗粒递送更多化疗药物到癌症细胞内的靶点位置,也破坏外排泵的功能,因此显著改善了癌症治疗的安全性和疗效。

研究题为《Targeted production of reactive oxygen species in mitochondria to overcome cancer drug resistance》。


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