迈阿密大学米勒医学院西尔维斯特综合癌症中心的研究人员开发出一种可以穿透血脑屏障的纳米颗粒。他们的目标是通过一种治疗杀死原发性乳腺癌肿瘤和脑转移瘤，他们的研究表明该方法可以在实验室研究中缩小乳腺癌和脑肿瘤。

脑转移(这些继发性肿瘤被称为脑转移)最常见于乳腺癌、肺癌和结肠癌等实体瘤，并且通常与不良预后相关。当癌症侵入大脑时，治疗可能会很困难，部分原因是血脑屏障，这是一种将大脑与身体其他部分分开的几乎无法穿透的膜。

生物化学和分子生物学副教授兼技术助理主任 Shanta Dhar 博士表示，西尔维斯特团队的纳米颗粒有一天可能会用于治疗转移瘤，同时还能治疗原发性肿瘤。和领导这项研究的西尔维斯特的创新。她是 5 月 6 日发表在《美国国家科学院院刊》杂志上的一篇论文的资深作者。

通过在颗粒上装载两种针对细胞能量产生中心线粒体的前药，研究人员表明，他们的方法可以在临床前研究中缩小乳腺癌和脑肿瘤。

“我总是说纳米医学是未来，但当然我们已经进入了那个未来，”达尔说，他指的是市售的 COVID-19 疫苗，该疫苗在配方中使用了纳米颗粒。 “纳米医学绝对也是癌症治疗的未来。”

新方法使用了由可生物降解聚合物制成的纳米颗粒，这是达尔团队先前开发的，再加上她的实验室也开发的两种针对癌症能源的药物。由于癌细胞通常具有与健康细胞不同的新陈代谢形式，因此抑制其新陈代谢可能是杀死肿瘤而不伤害其他组织的有效方法。

其中一种药物是经典化疗药物顺铂的改良版，它通过破坏快速生长的细胞中的 DNA 来杀死癌细胞，有效地阻止其生长。但肿瘤细胞可以修复其 DNA，有时会导致顺铂耐药。

Dhar 的团队修改了该药物，将其目标从核 DNA(构成我们染色体和基因组的 DNA)转移到线粒体 DNA。线粒体是我们细胞的能量来源，并含有自己的、小得多的基因组——而且，对于癌症治疗目的来说，重要的是，它们不具有与我们较大的基因组相同的 DNA 修复机制。

由于癌细胞可以在不同的能量来源之间切换以维持其生长和增殖，研究人员将他们改良的顺铂(他们称之为Platin-M)与他们开发的另一种药物Mito-DCA结合起来，攻击称为氧化磷酸化的能量产生过程。 ，它专门针对一种称为激酶的线粒体蛋白，并抑制糖酵解(一种不同类型的能量产生)。

达尔表示，开发能够进入大脑的纳米粒子还有很长的路要走。她的整个独立职业生涯一直致力于纳米颗粒的研究，在之前研究不同形式聚合物的项目中，研究人员注意到，在临床前研究中，其中一小部分纳米颗粒到达了大脑。通过进一步打磨这些聚合物，达尔的团队开发了一种可以穿过血脑屏障和线粒体外膜的纳米颗粒。

达尔说：“为了弄清楚这一点，我们经历了很多坎坷，我们仍在努力了解这些颗粒穿过血脑屏障的机制。”

研究小组随后在临床前研究中测试了这种专门的载药纳米颗粒，发现它们可以缩小乳腺肿瘤和植入大脑中形成肿瘤的乳腺癌细胞。在实验室研究中，纳米颗粒-药物组合似乎也是无毒的，并且显着延长了生存期。

接下来，该团队希望在实验室中测试他们的方法，以更精确地复制人类脑转移瘤，甚至可能使用患者来源的癌细胞。他们还想在胶质母细胞瘤(一种特别具有侵袭性的脑癌)的实验室模型中测试该药物。

“我对高分子化学非常感兴趣，将其用于医学目的真的让我着迷，”在 Dhar 实验室工作的迈阿密大学博士生 Akash Ashokan 说，他与博士生 Shrita Sarkar 是这项研究的共同第一作者。 “很高兴看到它应用于癌症治疗。”

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