发布时间：2024-06-21 15:07:23 栏目：精选知识
俄克拉荷马大学威廉实验室开展的一项新研究考察了生物医学纳米工程领域的一项有希望的发展。该研究发表在《先进材料》杂志上，探讨了将癌症纳米药物运输到实体肿瘤中的新发现。
人们经常误解许多恶性实体肿瘤仅由癌细胞组成。然而，实体肿瘤也包括健康细胞，如免疫细胞和血管。这些血管是肿瘤生长所需的营养运输高速公路，但它们也可以作为药物输送的途径，包括癌症纳米药物。
血管及其内的内皮细胞是这项新研究中研究的运输方法，该研究由 Lin Wang 博士领导，他在进行这项研究时是 Wilhelm 实验室的博士后研究员，也是该出版物的第一作者。内皮细胞排列在血管内，管理血流和周围组织之间的交换。这些细胞是纳米技术在运输到肿瘤过程中遇到的第一道屏障。研究人员发现，乳腺癌肿瘤中的内皮细胞与载药纳米颗粒相互作用的可能性是健康乳腺组织中内皮细胞的两倍。Wang 表示，肿瘤内皮细胞比健康内皮细胞具有更多的运输功能，使其成为理想的导管。
斯蒂芬森生物医学工程学院副教授、该研究的通讯作者 Stefan Wilhelm 博士说：“如果你知道肿瘤组织中相同细胞类型与药物载体发生相互作用的可能性比健康组织中高出两倍，那么理论上，你应该能够靶向这些细胞，将更多的纳米颗粒输送到肿瘤中。”
这项研究是在从乳腺癌组织和健康乳腺组织中分离的内皮细胞上进行的。研究的下一步将涉及检查纳米颗粒在整个组织结构中如何反应。
“细胞培养水平的实验只能很好地重现体内发生的情况，”Wilhelm 说道。“通过与俄克拉荷马大学健康科学学院的同事合作，我们希望不仅能获得细胞，还能获得整个肿瘤组织。”
研究团队正与斯蒂芬森癌症中心合作制定道德协议，允许实验室获取储存的癌症组织样本，而不仅仅是分离的细胞。威廉实验室专注于研究纳米医学，并使用纳米粒子进行药物输送和诊断。特别是，该团队对研究将药物输送到实体肿瘤组织很感兴趣。从工程角度来看，使用纳米粒子进行药物输送的独特优势是它们足够小且灵活，可以设计为直接输送载体。在实验室环境中，纳米粒子通常被设计成微小的球体并装载必要的药物。然后，在诊所，它们通常通过静脉注射给患者。这些药物通过血液循环，其中一些进入肿瘤。
这种药物运输方式存在一些挑战。首先，这些纳米颗粒会在身体各处循环，因此会积聚在其他器官(称为非靶器官)中，例如肝脏、脾脏和肾脏。由于这些器官会过滤血液，因此会清除纳米颗粒，而纳米颗粒通常被身体视为异物。
纳米医学领域已经存在 40 多年，目前有数万份关于在临床前阶段使用纳米颗粒治疗癌症的出版物。但临床前出版物的数量与 FDA 批准的临床实际使用的纳米颗粒配方数量之间存在差距。在这些获批的配方中，只有一小部分用于治疗实体瘤，大多数用于治疗液体肿瘤，例如白血病。Wilhelm 推测，这部分是因为人们对纳米颗粒输送过程的工作原理缺乏充分的了解。“如果你不完全了解某件事，就很难找到解决这些问题的方法，”Wilhelm 说。
“研究人员已经开始回顾纳米药物开发的基本原理，以了解从临床前到临床领域的转化。我们的实验室希望专注于这些基本原理，以更好地了解该领域，特别是传递机制。如果我们理解了这些基本原理，我们就能为该领域做出更多贡献，”王说。
威廉表示，下一个大问题是：既然实验室已经量化并证明内皮细胞更有可能与这些纳米药物相互作用并运输这些药物，那么如何才能使这种运输更加高效和具体，以推进临床癌症治疗?随着这些问题得到解答，未来癌症医疗保健进步的机会将会增加。
威廉说：“我们只是通过使用乳腺癌作为我们的模型癌症系统触及了表面，但我们的发现可能也与其他类型的实体肿瘤有关。”
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