納米顆粒和抑制劑觸發免疫系統智勝腦癌

密歇根大學羅格爾癌癥中心的科學家們在發現一種阻斷腦腫瘤關鍵通路的小分子時感到樂觀。但是有一個問題：如何讓抑制劑通過血液進入大腦到達腫瘤。

該團隊與多個實驗室合作，制造了一種納米顆粒來包含抑制劑，結果甚至比預期的要好。

納米粒子不僅將抑制劑遞送到小鼠模型中的腫瘤，藥物成功地啟動免疫系統以消除癌癥，而且該過程觸發了免疫記憶，因此重新引入的腫瘤也被消除-這表明這種潛在的新這種方法不僅可以治療腦腫瘤，還可以預防或延緩復發。

“沒有人可以將這種分子帶入大腦。這確實是一個巨大的里程碑。過去30年來，神經膠質瘤患者的預后沒有改善，”RCSchneider神經外科學院教授MariaG.Castro博士說密歇根醫學。卡斯特羅是該研究的資深作者，發表在ACSNano上。

“盡管許多癌癥類型的生存率有所提高，但膠質瘤仍然具有頑固的挑戰性，只有5%的患者在確診后還能存活五年，”研究作者、醫學博士、醫學博士、RichardC.Schneider大學教授PedroR.Lowenstein說密歇根醫學院的神經外科。

神經膠質瘤通常對傳統療法有抵抗力，而且腫瘤內部的環境會抑制免疫系統，使新的基于免疫的療法無效。再加上通過血腦屏障的挑戰，對這些腫瘤進行有效治療變得更加困難。

Castro-Lowenstein實驗室看到了機會。開發小分子抑制劑AMD3100是為了阻斷CXCR12的作用，CXCR12是一種由神經膠質瘤細胞釋放的細胞因子，在免疫系統周圍建立屏障，防止其對入侵的腫瘤發動攻擊。研究人員在神經膠質瘤小鼠模型中顯示，AMD3100阻止了CXCR12與免疫抑制性骨髓細胞結合。通過解除這些細胞的武裝，免疫系統保持完整并可以攻擊腫瘤細胞。

但是AMD3100無法到達腫瘤。藥物不能很好地通過血液，也不能通過血腦屏障，這是藥物進入大腦的關鍵問題。

Castro-Lowenstein實驗室與UM工程學院WolfgangPauli化學工程學院教授JoergLahann博士合作，創造了基于蛋白質的納米顆粒來封裝抑制劑，以期幫助其通過血液。.

卡斯特羅還與密歇根醫學院病理學教授和神經外科研究教授AnuskaV.Andjelkovic建立了聯系，他的研究重點是血腦屏障。他們指出，神經膠質瘤會產生異常血管，干擾正常血流。

研究人員將加載AMD3100的納米顆粒注射到患有神經膠質瘤的小鼠體內。納米粒子的表面含有一種肽，該肽與一種主要存在于腦腫瘤細胞上的蛋白質結合。當納米粒子通過血流流向腫瘤時，它們釋放出AMD3100，恢復了血管的完整性。然后納米顆粒可以到達它們的目標，在那里它們釋放藥物，從而阻止免疫抑制性骨髓細胞進入腫瘤塊。這使得免疫細胞能夠殺死腫瘤并延緩其進展。

“如果你沒有血流，什么都不會到達你的目標。這就是腫瘤如此聰明的原因。但AMD3100可以恢復導管，這就是讓納米粒子到達腫瘤的原因，”卡斯特羅說。

對小鼠和患者細胞系的進一步研究表明，將AMD3100納米顆粒與放射療法結合可以增強納米顆粒或單獨放射治療之外的效果。

在腫瘤被消除的小鼠中，研究人員隨后重新引入腫瘤，模擬復發。在沒有任何額外治療的情況下，60%的小鼠仍然沒有癌癥。這表明，像疫苗一樣，AMD3100創造了免疫記憶，使免疫系統能夠識別和破壞重新引入的細胞。雖然它阻止了老鼠的復發，但卡斯特羅表示，這至少預示著人類的復發是個好兆頭。

“每個膠質瘤都會復發。對于膠質瘤治療來說，擁有這種免疫記憶非常重要，”卡斯特羅說。

初步測試顯示，治療后小鼠的肝臟、腎臟或心臟功能和正常血細胞計數幾乎沒有影響。這種納米顆粒與之前在人體中測試過并被證明是安全的納米顆粒具有相似的基礎。在進行臨床試驗之前，需要進行額外的安全測試。