邁阿密大學的研究人員開發出一種突破性的奈米粒子，它能穿透血腦屏障，並針對原發性乳腺腫瘤和腦轉移瘤。這種創新療法採用針對粒線體過程的雙重藥物策略，在實驗室研究中顯示出縮小腫瘤和延長存活期的前景。研究小組將繼續改進他們的方法，以推進癌症治療。

科學家樂觀地認為，他們的方法已在臨床前模型中初見成效，最終可用於用一種療法同時治療腦轉移瘤和原發性乳癌腫瘤。

邁阿密大學米勒醫學院西爾維斯特綜合癌症中心的研究人員創造了一種能夠穿越血腦屏障的奈米粒子。他們的目標是透過一次治療消除原發性乳癌腫瘤和腦轉移瘤。實驗室研究表明，這種方法能有效縮小乳癌和腦腫瘤的體積。

這些繼發性腫瘤稱為腦轉移瘤，最常見於乳癌、肺癌和結腸癌等實體腫瘤，通常預後較差。當癌症侵入大腦時，治療就會變得非常困難，部分原因是血腦屏障，這是一層幾乎無法穿透的薄膜，將大腦與身體的其他部分分開。

領導這項研究的生物化學與分子生物學副教授、西爾維斯特公司技術與創新部助理主任香塔-達爾（Shanta Dhar）博士說，西爾維斯特團隊的奈米粒子有朝一日可能被用於治療轉移瘤，同時也能治療原發腫瘤。她是5月6日發表在《美國國家科學院院刊》上的一篇論文的資深作者。

Dr. Shanta Dhar Credit: Sylvester

研究人員在粒子中加入了兩種針對粒線體（細胞的能量產生中心）的原藥，結果表明，他們的方法可以在臨床前研究中縮小乳腺和腦腫瘤。

達爾說：「我總是說奈米醫學是未來，當然我們已經進入了這個未來。」他指的是市售的COVID-19疫苗，其配方中使用了奈米顆粒。 “奈米醫學肯定也是癌症療法的未來”。

這種新方法使用了一種由生物可降解聚合物製成的奈米粒子，這種聚合物是由達爾的研究小組先前開發的，同時也使用了她的實驗室開發的兩種針對癌症能量來源的藥物。由於癌細胞的新陳代謝形式往往不同於健康細胞，因此抑制癌細胞的新陳代謝可以有效地殺死腫瘤，而不傷害其他組織。

其中一種藥物是經典化療藥物順鉑的改良版，它透過破壞快速生長細胞的DNA來殺死癌細胞，從而有效阻止其生長。但腫瘤細胞可以修復自己的DNA，有時會導致順鉑產生抗藥性。達爾的研究小組對這種藥物進行了改良，將其目標從核DNA（構成染色體和基因組的DNA）轉移到粒線體DNA。粒線體是我們細胞的能量來源，包含自己小得多的基因組，對於癌症治療來說，重要的是，粒線體不具備與我們的大基因組相同的DNA修復機制。

由於癌細胞可以在不同的能量來源之間切換，以維持其生長和增殖，研究人員將他們的改良順鉑（他們稱之為Platin-M，攻擊稱為氧化磷酸化的能量生成過程）與他們開發的另一種藥物Mito-DCA 結合起來，後者專門針對一種稱為激酶的粒線體蛋白，抑製糖酵解（一種不同的能量生成方式）。

達爾說，開發能夠進入大腦的奈米粒子是一條漫長的道路。她的整個獨立職業生涯都在研究奈米粒子，在先前研究不同形式聚合物的計畫中，研究人員注意到，在臨床前研究中，一些奈米粒子的一小部分可以進入大腦。透過進一步研究這些聚合物，達爾的團隊開發了一種既能穿過血腦屏障又能穿過粒線體外膜的奈米粒子。

達爾說：”要弄清楚這一點，我們經歷了很多波折，我們仍在努力了解這些微粒穿過血腦屏障的機制。”

研究團隊隨後在臨床前研究中測試了這種特製的載藥奈米粒子，發現它們能縮小乳腺腫瘤和在大腦中播種形成腫瘤的乳癌細胞。在實驗室研究中，這種奈米粒子-藥物組合似乎也是無毒的，並且能顯著延長存活時間。

下一步，研究小組希望在實驗室中測試他們的方法，以更接近複製人類腦轉移灶，甚至可能使用源自患者的癌細胞。他們還想在膠質母細胞瘤（一種侵襲性特別強的腦癌）的實驗室模型中測試這種藥物。

在達爾實驗室工作的邁阿密大學博士生阿卡什-阿肖坎（Akash Ashokan）說：”我對高分子化學非常感興趣，將其用於醫療目的真的讓我著迷，”阿卡什-阿肖坎是這項研究的共同第一作者，他與博士生舒麗塔-薩卡爾（Shrita Sarkar）共同完成了這項研究。 “看到它應用於癌症治療，我感到非常高興。”

編譯來源：ScitechDaily