IBS科学家报告了一种新的靶向策略,允许载药纳米颗粒穿透深层肿瘤。他们没有将它们吸收到细胞中或使用抗体-纳米颗粒缀合物,而是诱导免疫细胞靶向抗体与载药纳米颗粒连接。
微小的纳米机器人在体内流动,修复受损的细胞。这些曾经被认为是科幻小说的微型机器人正在通过一系列的实验变成现实。一般认为,纳米颗粒非常微小,服用后可以在全身自由漫游。然而,这只是部分正确。在肿瘤中,纳米颗粒只能在距离血管100微米的深度进入肿瘤。
纳米颗粒的扩散也可能受到几个障碍的阻碍,例如致密的肿瘤组织、高间隙压力和不均匀的血管分布。因此,位于组织深处的癌细胞可能存活,导致复发。
有趣的是,据报道,免疫细胞倾向于在深部肿瘤中积聚。随着肿瘤生长不足,免疫细胞优先被招募到肿瘤微环境中,支持肿瘤的血供和组织重塑。已经有几次尝试使用免疫细胞将抗癌药物递送到传统靶向方法难以到达的区域。因为它们中的大多数需要耗时的操作来提取、生长和注射细胞,这种离体过程降低了治疗效果。
其他人已经探索了用抗体和纳米粒子靶向免疫细胞的方法。同样,这种方法被证明是无效的,因为纳米颗粒随着其携带的化疗药物而膨胀,无法有效达到指定的目标。
在《美国化学学会杂志》上发表的一篇论文中,由大田基础科学研究所(IBS)纳米粒子中心主任Taeghwan Hyeon、首尔韩国基础科学研究所Seung-Hae Kwon博士和韩国首尔国立大学Nohyun Lee教授领导的联合研究小组报告了一种新的靶向策略,该策略允许载药纳米粒子穿透深层肿瘤。他们用的是“点击反应”,“一种容易添加分子结构单元的化学反应,就像两条安全带“点击”。
我们的想法是诱导免疫细胞靶向抗体和载药纳米颗粒之间的联系,而不是将它们吸收到细胞中或使用抗体-纳米颗粒缀合物。该研究的通讯记者Nohyun Lee教授说:“大多数其他研究都这样做了,但未能产生令人满意的结果。”。
在点击反应中,化学试剂使非天然的化学基团容易与目标蛋白的任何位点连接,具有很高的位点选择性。在这项研究中,研究人员使用了反式环辛烯和四嗪之间的点击反应。将抗环辛烯功能化抗体注射到小鼠体内,以标记肿瘤浸润免疫细胞。一段时间后,给予四嗪功能化的介孔二氧化硅纳米粒子,使其“点击”连接免疫细胞。
“这种点击反应辅助免疫细胞靶向(CRAIT)策略成功地“入侵”了预期区域:肿瘤组织的实时荧光成像显示,移动的免疫细胞转运了纳米颗粒,如图2所示。与被动靶向相比,侵略性乳腺癌模型的负担,”该研究的第一作者苏李洪博士解释道。装载抗癌药物阿霉素的纳米颗粒不会影响细胞的活力和迁移。
该研究的通讯记者Taeghwan Hyeon主任说:“CRAIT方法提供的纳米颗粒的肿瘤内分布是克服传统给药方法局限性的关键。这项研究将拓宽纳米药物的应用范围。”
因为CRAIT方法依赖于点击反应,所以它可以应用于各种递送载体,包括胶束、脂质体和其他纳米颗粒。此外,如果有足够的抗体,各种循环细胞都可以作为输送载体。因为循环细胞参与各种炎症性疾病,所以CRAIT方法的覆盖范围不仅限于癌症。一般的CRAIT方法非常简单,需要用发达的生物结合反应来修饰抗体和纳米颗粒。