利用人类免疫系统如何起作用对我们的启发,一种普通的化疗药物被放入微粒中,成功送到癌细胞内。比起使用标准方式,此药通过这种方式传送,能让动物模型中的卵巢癌肿瘤大幅缩小。如今正在开发这种方法以应用于临床。
该研究得到了生物技术与生物科学研究委员会跟进基金的资助,在伦敦大学玛丽女王学院进行。该研究将于下周在《生物材料》杂志上发表。
该研究的成员戴维森·阿代说:“这就像我们重导了特洛伊战争,不过是在最微小的层面上。在特洛伊,希腊人欺骗了特洛伊人,让他们接受了一只载满士兵的中空木马。我们设法欺骗癌细胞,让它们接受装满药物的微粒子。”阿代还创办了一家初创企业,该公司将开发这种技术的临床应用。
阿代及其同事发现,通过在微粒子表面裹上一种名为CD95的特殊蛋白,它们实际上可以欺骗癌细胞吸收这些微粒子。这些微粒子的大小约为人类头发直径的百分之一。不仅如此,这些微粒子还可以携带一些名为紫杉醇的普通化疗药物。
他们成功的关键是,CD95蛋白与另一种蛋白CD95L有关,而后者在癌细胞的表面比普通的健康细胞表面要常见得多。
一旦关联上,癌细胞会吸收CD95蛋白,以及与之一起的微粒子。
在细胞内部,微粒子可以卸下其化疗药物,而该药物可以杀死细胞,以缩小肿瘤的大小。
阿代还说:“其他研究已经注意到,癌细胞也许利用CD95与CD95L之间的这种联系来避免遭到免疫系统的摧毁,这就是为什么它们表面有比正常细胞更多的CD 9 5 L蛋白。我们已设法利用癌细胞自己的伎俩,让我们的‘特洛伊木马’通过大门。”
伦敦大学玛丽女王学院妇科肿瘤学教授、该研究的合作者伊恩·麦克尼什评价说:“化疗仍是我们治疗卵巢癌的主要方法。卵巢癌可以变得极具侵蚀性,很难治疗。任何可以将治疗聚焦在肿瘤细胞上,同时保护健康细胞的事情都是好事。这是一种极好的方式,如果在临床环境中能起作用,我们也希望它将起作用,那么患者可以接受更好的治疗,还能减少副作用。”(生物谷 Bioon.com)
doi:10.1016/j.biomaterials.2011.07.060
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The intracellular uptake of CD95 modified paclitaxel-loaded poly(lactic-co-glycolic acid) microparticles
Davidson D. Ateha, Veronica H. Leinstera, Sally R. Lamberta, Afsha Shaha, Ayub Khana, Hazel J. Walklina, Jennifer V. Johnstonea, Nader I. Ibrahima, Mustafa M. Kadama, Zain Malika, Míriam Gironèsb, Gert J. Veldhuisb, Gary Warnesc, Silvia Marinod, Iain A. McNeishe, Joanne E. Martina
The CD95/CD95L receptor-ligand system is mainly recognised in the induction of apoptosis. However, it has also been shown that CD95L is over-expressed in many cancer types where it modulates immune-evasion and together with its receptor CD95 promotes tumour growth. Here, we show that CD95 surface modification of relatively large microparticles >0.5 μm in diameter, including those made from biodegradable polylactic-co-glycolic acid (PLGA), enhances intracellular uptake by a range of CD95L expressing cells in a process akin to phagocytosis. Using this approach we describe the intracellular uptake of microparticles and agent delivery in neurons, medulloblastoma, breast and ovarian cancer cells in vitro. CD95 modified paclitaxel-loaded PLGA microparticles are shown to be significantly more effective compared to conventional paclitaxel therapy (Taxol) at the same dose in subcutaneous medulloblastoma (∗∗∗P < 0.0001) and orthotopic ovarian cancer xenograft models where a >65-fold reduction in tumour bioluminescence was measured after treatment (∗P = 0.012). This drug delivery platform represents a new way of manipulating the normally advantageous tumour CD95L over-expression towards a therapeutic strategy. CD95 functionalised drug carriers could contribute to the improved function of cytotoxics in cancer, potentially increasing drug targeting and efficacy whilst reducing toxicity.