海外研究：如何关闭癌细胞的发电站？
发布日期：2021-06-29一种新兴的纳米医学癌症治疗方法，涉及注射携带可毒化癌细胞的化合物的微小纳米粒子，具有许多好处。这种所谓的光动力疗法（PDT）是无毒的，并且不涉及侵入性手术。由埃因霍温科技大学的JanvanHest领导的团队与来自中国和英国的研究人员，合作设计了一种新的PDT纳米粒子，以一种新颖的方式攻击癌细胞：它们进入细胞并关闭它们的发电站，这项新研究已发表在AngewandteChemie上。
我们身体的每个细胞，都可以看作是一座小城。细胞包含细胞器，如细胞核和核糖体，而不是建筑物。细胞的“发电站”是线粒体，它以三磷酸腺苷（ATP）的形式产生燃料。如果线粒体突然关闭，那么细胞将面临一定的死亡，无论是健康细胞还是癌细胞。
这正是TU/e复杂分子系统研究所（ICMS）的负责人JanvanHest，及其研究团队与来自中国和英国的研究人员合作的目标，旨在为新兴癌症治疗提供一种新方法，称为光动力学治疗（PDT）。
光动力疗法
PDT是一种无毒、非侵入性的替代疗法，可以替代目前用于消除癌细胞的疗法，例如化学疗法、放射疗法和择期手术。对于患者来说，这些治疗可能会产生许多影响他们生活质量的副作用，但幸运的是，正在开发较少磨损的选择。在PDT中，患者被注射带有光敏剂（一种对光起反应的材料）的微小纳米颗粒。当纳米颗粒聚集在癌细胞附近时，它们会被激光照射并产生一种特定形式的氧气，这对癌细胞是有毒的并最终导致它们死亡。
在TU/e，JanvanHest和他的研究小组一直在改进PDT方法方面取得稳步进展，正如去年发表在ACSNano上的一项研究所证明的那样。
关闭癌细胞
然而，通过设计PDT纳米粒子进入癌细胞、并破坏其供电线粒体，细胞可以迅速“断电”，PDT治疗的有效性将大大提高。换句话说，纳米粒子可以更有针对性和更快的方式杀死癌细胞。“这项研究的主要挑战是，弄清楚如何在癌细胞内获得PDT纳米颗粒，并在进入细胞后将纳米颗粒引导至线粒体，”vanHest说。“一旦接近线粒体，纳米颗粒的光敏剂货物就可以用光激活，然后毒化线粒体的微环境并关闭细胞最重要的电源。”
荧光的重要性
该团队开发了一种将纳米粒子制造，为可生物降解的聚合物囊泡、可携带药物、蛋白质或光敏剂的空球体的方法。然而，与以前的纳米粒子不同，新版本的设计是在组装它们的构建块时发出荧光。这种荧光过程，被称聚集诱导发射，发射响应使得追踪纳米颗粒在组织中的位置变得更加容易。
为了快速将纳米粒子引导至细胞内的线粒体，研究小组将吡啶鎓分子附着在纳米粒子的表面。一旦纳米颗粒在线粒体中聚集，它们的光敏剂货物就可以被激光激活，并有效地毒害癌细胞中的微环境。新的研究，已经成功地在体外和体内实验中证明了这一过程。
考虑未来的治疗
尽管如此，vanHest很快指出，虽然PDT是一种革命性的新型非侵入性治疗方法，但仍然需要其他治疗方法。“这项工作是开发有效PDT纳米粒子的下一步。作为一种治疗方法，它与现有疗法结合使用效果最佳。重要的是，它将减少对放射治疗和化学疗法的依赖，这只会对患者有益。”
“我们仍然需要更有选择性、和更有效的疗法来治疗癌症。PDT在靶向和消除癌细胞方面具有选择性和准确的潜力，”vanHest补充道。“这项研究表明，在杀死癌细胞方面，我们可以有效地设计构建自组装纳米粒子所需的材料。”当然，这些发现，激发了对纳米颗粒、它们的追踪和功效的进一步研究和开发。
