化疗是癌症治疗的主要手段。虽然有效，但这种疗法会不加区别地杀死快速分裂的细胞(癌细胞或其他细胞)，因此患者经常会经历严重的副作用，最终限制了其效用。

但是，如果有一种方法可以在全身施用非活性化疗药物并在肿瘤内部“启动”药物呢?这种策略可以限制副作用，同时可能允许更高剂量(和更有效)的治疗。

输入纳米酶。这些由纳米材料组成的人工酶可以进行预定的化学反应，例如将惰性药物(或前药)转化为其功能形式。如果注射到肿瘤中并暴露于前药，纳米酶可能会成为局部“药物工厂”，选择性地激活肿瘤内的抗癌药物，同时最大限度地减少对健康组织的损害。

马萨诸塞大学阿默斯特分校(UMassAmherst)的生物工程师和化学家开发了一种纳米酶，可以将常用化疗药物氟尿嘧啶的非活性形式转化为活性形式。当在乳腺癌小鼠模型中进行评估时，他们的治疗可以像标准氟尿嘧啶化疗一样有效地缩小肿瘤，同时显着减少肝损伤。

通过增加肿瘤部位而不是全身的化疗剂量，该策略可能提供与标准化疗一样多的治疗益处，同时毒性显着降低。这种方法的结果最近发表在《控制释放杂志》上。

“开发有针对性的、更安全的癌症治疗方法始终是该领域的首要任务，”NIBIB发现科学与技术部项目主任LuisaRussell博士解释道。“这项研究展示了一种方法，可以在不牺牲乳腺癌临床前模型疗效的情况下，降低现有化疗的毒性。值得注意的是，这项技术有可能应用于其他类型的药物，为各种不同病症的靶向治疗铺平道路。”。

纳米酶的设计方式如下：超小的金纳米粒子密集地涂有带正电的分子，使它们强烈吸引到细胞表面(带负电)。接下来，将金属催化剂(在本例中为钯)添加到纳米颗粒的内部。

钯为纳米酶的活性提供动力，并可以进行生物正交催化(我们体内不会自然发生的反应)。具体来说，钯可以去除称为炔丙基的分子，可以将其添加到药物中以阻止其活性。

“像钯这样的金属催化剂正在成为一种选择性激活生物系统中前药的新方法，”该研究的资深作者、麻省大学阿默斯特分校的化学教授VincentRotello博士说。

“通过将钯封装到我们的超小型带正电纳米颗粒中，我们可以通过静电将纳米酶‘尼龙搭扣’到肿瘤组织上，将催化剂固定到位，”他解释道。他补充说，当添加前药时，它会穿过身体，但在肿瘤内被激活，提高治疗效率，同时减少脱靶效应。

他们的治疗方法将充满钯的纳米酶与氟尿嘧啶原(一种带有炔丙基标记的药物)结合起来。将纳米酶直接注射到肿瘤中后，给小鼠全身注射氟尿嘧啶原(以便药物在整个身体中循环)。一旦药物到达肿瘤，纳米酶就会裂解炔丙基，激活化疗药物，然后杀死周围的细胞。

研究人员将他们的纳米酶治疗与标准氟尿嘧啶对患有乳腺肿瘤的小鼠进行了比较。虽然两种治疗方法均显着缩小了肿瘤，但接受标准氟尿嘧啶治疗的小鼠的肝脏损伤明显加重(这是基于氟尿嘧啶的化疗最常见的副作用)。

Rotello说：“我们的充满钯的纳米酶可以与任何可以通过添加炔丙基来阻断其活性的药物或化合物一起使用。”“我们正在利用这种策略生产化疗药物、抗微生物药物和抗炎药物。”他还指出，可以将其他金属催化剂添加到纳米酶中(纳米酶可以进行不同的生物正交反应，从而激活其他前药)。

“虽然我们的策略需要进行一些微调才能在人体中进行评估，但我相信纳米酶促进的药物输送可能会成为有针对性的、更安全的治疗的潜在游戏规则改变者。”

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