美国国家能源部下属的桑迪亚国家实验室和新墨西哥大学癌症研究和治疗中心的科学家，研发出了一种有效的策略、用纳米粒子和药物双管齐下攻击癌细胞的方法。相关研究发表于近日出版的《自然—材料学》杂志上。
桑迪亚国家实验室的教授杰夫·布林克表示，这种直径约为150纳米的二氧化硅纳米颗粒就像一个多孔的蜂巢，其具有很大的“肚量”和表面积，能存储大量种类繁多的药物。该纳米粒子和周围环绕的、由脂质体构成的类似细胞的膜结合在一起，可被看做一个能作为运载工具的“原始细胞”，能将治疗癌症的“鸡尾酒药物”运送至人体内以杀死癌细胞。膜会封住“鸡尾酒药物”，纳米粒子会让膜保持稳定并包含和释放“原始细胞”内的治疗药物。
目前获得美国食品与药物管理局许可的纳米粒子递送策略是使用脂质体本身来包裹和递送药品。布林克和同事研发的新方法中，原始细胞的容纳量更大、稳定性更强、效率更高，其对人类肝脏癌细胞毒性的破坏力也更大。布林克说：“与仅仅使用脂质体相比，新方法的效率增加了数百万倍。”
该研究领导卡莉·阿希礼表示，与仅仅使用脂质体相比，原始细胞的另一个优势在于，用脂质体作“载体”需要专门的“卸载策略”，会使运载过程变得更加困难，而原始细胞方法则可通过浸泡纳米粒子来卸载专门用于治疗某些特定疾病的药物。
原始细胞中的脂质体也能作为保护罩，在原始细胞依附并固定在癌细胞内部之前，阻止有毒化疗药物从纳米粒子中泄露出来。这意味着，即使该原始细胞没有找到癌细胞，也很少会有毒物泄露进人体，因此减少了传统化疗方法可能造成的毒副作用。
这种纳米粒子小巧，而且制作工艺精巧，能在肝脏和其他器官附近漂游循环几天或几周，搜寻猎物癌细胞。
科学家正在试管中培育出的人体癌细胞上测试这种方法，并很快将在老鼠肿瘤上进行测试。与此同时，他们也在持续优化这种二氧化硅纳米粒子的大小，直径大小介于50纳米到150纳米之间的粒子能吸收的癌细胞最多。
科学家表示，该方法将于5年内进行商业化开发和应用。（生物谷Bioon.com）
生物谷推荐原文出处：
Nature Materials DOI： doi:10.1038/nmat2992
The targeted delivery of multicomponent cargos to cancer cells by nanoporous particle-supported lipid bilayers
Carlee E. Ashley; Eric C. Carnes; Genevieve K. Phillips; David Padilla; Paul N. Durfee; Page A. Brown; Tracey N. Hanna; Juewen Liu; Brandy Phillips; Mark B. Carter; Nick J. Carroll; Xingmao Jiang; Darren R. Dunphy; Cheryl L. Willman; Dimiter N. Petsev; Deborah G. Evans; Atul N. Parikh; Bryce Chackerian; Walker Wharton; David S. Peabody; C. Jeffrey Brinker
Encapsulation of drugs within nanocarriers that selectively target malignant cells promises to mitigate side effects of conventional chemotherapy and to enable delivery of the unique drug combinations needed for personalized medicine. To realize this potential, however, targeted nanocarriers must simultaneously overcome multiple challenges, including specificity, stability and a high capacity for disparate cargos. Here we report porous nanoparticle-supported lipid bilayers (protocells) that synergistically combine properties of liposomes and nanoporous particles. Protocells modified with a targeting peptide that binds to human hepatocellular carcinoma exhibit a 10,000-fold greater affinity for human hepatocellular carcinoma than for hepatocytes, endothelial cells or immune cells. Furthermore, protocells can be loaded with combinations of therapeutic (drugs, small interfering RNA and toxins) and diagnostic (quantum dots) agents and modified to promote endosomal escape and nuclear accumulation of selected cargos. The enormous capacity of the high-surface-area nanoporous core combined with the enhanced targeting efficacy enabled by the fluid supported lipid bilayer enable a single protocell loaded with a drug cocktail to kill a drug-resistant human hepatocellular carcinoma cell, representing a 106-fold improvement over comparable liposomes.
