化疗时机是成功的关键

麻省理工学院的研究人员设计了一个新颖的癌症治疗,破坏肿瘤细胞首先解除他们的防御,然后击中他们致命剂量的DNA损伤。

与老鼠的研究,该研究小组表明,连续发威,这依赖于纳米颗粒有两种药物释放他们在不同的时间,显著减少肺癌和乳腺癌肿瘤。麻省理工学院的团队,由迈克尔•Yaffe David h .科赫教授在科学、和葆拉·哈蒙德,大卫·h·科赫教授工程描述科学的发现在5月8日在线版的信号。

“我认为这是一个预示着将来纳米医学能为我们做什么,”哈蒙德说,他是麻省理工学院的一员科赫研究所综合癌症研究。“我们从最简单的模型药物的纳米颗粒-刚刚瞄准它,拥有智能纳米粒子可以把药物组合的方式,你需要真正攻击肿瘤。”

医生经常给癌症患者两个或两个以上不同的化疗药物,希望多管齐下攻击将比单一药物更成功。虽然许多研究已经确定了药物一起工作得很好,2012年的论文Yaffe的实验室是第一个表明药物管理局的时机可以显著影响的结果。

在这研究中,Yaffe和前麻省理工学院博士后Michael Lee发现他们可能会削弱癌细胞通过管理药物埃罗替尼,关闭一个通路,促进控制肿瘤的生长。这些肿瘤细胞预处理更容易比细胞能损伤dna的名为阿霉素的药物治疗同时考虑到两种药物。

说:“这就像重新布线电路Yaffe,世卫组织还科赫研究所的一员。“当你给的第一个药物,电线的连接得到了在这第二个药物在一个更有效的方法。”

埃罗替尼,目标蛋白表皮生长因子(EGF)受体在肿瘤细胞表面,已通过美国食品和药物管理局(fda)治疗胰腺癌和某些类型的肺癌。阿霉素用于治疗许多癌症,包括白血病、淋巴瘤、膀胱、乳腺癌、肺癌、卵巢癌肿瘤。

惊人的这些药物尤其强大对一种被称为三阴性乳腺癌细胞,也没有过于活跃的雌激素,孕激素,或者HER2受体。三阴性肿瘤,占大约16%的乳腺癌病例中,比其他类型更激进,趋向于年轻女性。

这是一个令人兴奋的发现,Yaffe说。“问题是,”他补充道,“你怎么翻译成你可以给癌症病人吗?”

从实验室结果药物输送

接近这个问题,Yaffe联手哈蒙德,一位化学工程师曾设计了几种类型的纳米粒子,可以携带两种药物。对于这个项目,哈蒙德和她的研究生,斯蒂芬•莫顿发明了数十名候选人粒子。最有效的是一种叫做脂质体的粒子——球形液滴周围脂肪外壳。

麻省理工学院的团队设计的脂质体阿霉素在粒子的核心,埃罗替尼嵌入在外层。粒子与聚合物涂层称为挂钩,保护他们免受体内分解或过滤掉的肝脏和肾脏。另一个标签,叶酸,帮助引导粒子肿瘤细胞,表达大量的叶酸受体。

一旦粒子达到肿瘤并被细胞,颗粒开始分解。埃罗替尼,在外壳中,首先被释放,但阿霉素的释放是推迟,需要更多的时间来渗入细胞,给埃罗替尼时间削弱细胞的防御。”有一个介于4和24小时的时差,当埃罗替尼山峰的有效性和其有效性的阿霉素峰,“Yaffe说。

研究人员在老鼠身上测试了粒子植入人类肿瘤的两种类型:三阴性乳腺癌肿瘤和非小细胞肺癌肿瘤。这两种类型显著萎缩。此外,包装的两种药物脂质体纳米颗粒比传统的形式使他们更有效的药物,即使这些药物有time-staggered秩序。

“这个粒子输送系统不仅提供了一个平台time-staggered在癌症治疗策略,但也提供药物更直接向肿瘤组织本身,“符文林德说,系统生物学教授丹麦技术大学的他并没有研究团队的一部分。”后者是至关重要的,传统化疗的主要缺点之一是正常细胞的一般惨败在病人的身体,大大削弱了耐心,不断恶化的生存和对治疗的反应。”

作为下一步可能的人类患者临床试验之前,研究人员目前正在测试的粒子在老鼠基因自行开发肿瘤,而不是人类肿瘤细胞植入。

研究人员认为,time-staggered交货也可以改善其他类型的化疗。他们设计了组合包括顺铂,常用能损伤dna的药物,并在其他组合治疗前列腺癌、头颈部和卵巢癌。同时,哈蒙德的实验室正在研究更复杂的纳米粒子,将允许更精确的装载的药物和微调他们的交错。

“纳米交付平台,允许我们控制释放的相对速度和相对数量的加载,我们可以把这些系统在一个聪明的方式,让他们尽可能有效,”哈蒙德说。

莫顿和李是信号科学论文的主要作者。博士后周邓,Erik Dreaden和凯文•Shopsowitz来访学生爱丽丝Siouve和研究生Nisarg沙也导致了研究。这项工作是由美国国立卫生研究院资助,癌症纳米技术中心的卓越,科赫研究所前沿研究项目支持的凯西和Curt大理石癌症研究基金,和乳腺癌联盟授予特殊项目。