先进类型的纳米粒子可以帮助对抗难以治疗的癌症

先进类型的纳米粒子可以帮助对抗难以治疗的癌症

纳米颗粒或可以传递药物和其他药剂有效负载的微小分子有望治疗癌症。 科学家可以用不同的材料以各种形式构建它们，通常是由金属和有机化合物晶格制成的多孔晶体状结构，或者是将其内容物封装在壳中的胶囊。 当这些颗粒被注射到肿瘤中时，它们可以提供直接攻击癌细胞的治疗方法或补充其他治疗方法，例如免疫疗法和放射疗法。

在癌症专家和化学家的共同努力下，芝加哥大学的研究人员配制了一种先进的纳米颗粒，它携带一种细菌衍生的化合物，该化合物针对强大的免疫系统信号通路（称为 STING）。 这些颗粒会破坏肿瘤的血管结构并刺激免疫反应。 这种方法还有助于克服某些胰腺肿瘤对免疫治疗的耐药性，并改善神经胶质瘤对放射治疗的反应。

这是医学和无机化学之间的一次不寻常的合作，旨在解决传统疗法无法治疗的肿瘤的未满足需求。 我们能够提供一种本身具有抗肿瘤活性的免疫刺激剂，并使放射和免疫疗法能够治愈这些肿瘤。”

Ralph Weichselbaum，医学博士，Daniel K. Ludwig 芝加哥大学杰出服务教授兼放射和细胞肿瘤学系主任

该研究“环二 AMP 锌纳米颗粒通过内皮 STING 激活和肿瘤相关巨噬细胞重生来靶向并抑制肿瘤”，于 2022 年 10 月 26 日发表在《自然纳米技术》杂志上。

冷、热和更热的肿瘤

与癌症的情况一样，一些肿瘤甚至对最现代的治疗方法也有抵抗力。 免疫疗法释放人体的免疫系统来发现并消灭癌细胞，但肿瘤必须“热”或发炎，这些治疗才能有效。 所谓的“冷”肿瘤没有发炎，可以躲避免疫系统，但会继续生长并形成转移。

在 2014 年发表的两项研究中，Weichselbaum 和芝加哥大学的其他研究人员表明，缺乏称为 STING 的蛋白质途径的小鼠在与免疫疗法或高剂量放射治疗相结合时，无法对癌症产生有效的免疫反应。 STING 是干扰素基因复合体刺激器的缩写，是免疫系统检测威胁（例如感染或癌细胞）过程的关键部分，其特征是存在受损或错误位置的 DNA（位于细胞内部但在细胞核外部）。

从那时起，STING 就成为了一个诱人的治疗目标，用于加热冷肿瘤并使已经很热的肿瘤变得更热。 然而，这具有挑战性，因为刺激 STING 通路的药物通常非常小并且是水溶性的。静脉注射时，它们通过肾滤过迅速排出体外，高剂量会对正常组织造成毒性。

Wenbin Lin 博士是芝加哥大学 James Franck 化学教授，专门研究构建可以将多种化合物输送到肿瘤的纳米结构。 由于血管和淋巴系统相互纠缠，纳米颗粒往往会被困在肿瘤中，从而使它们能够将更多的有效载荷准确地输送到需要的地方。 Lin 开发了一种称为纳米级配位聚合物（NCP）的新型颗粒，其具有被脂质层包围的无毒磷酸锌核心。 这些 NCP 的优点是可以设计用于控制释放，进一步增加肿瘤中的药物沉积。

林是一名无机化学家，他表示，他在开发具有不同特性的颗粒方面的经验使他在从事医疗工作时处于独特的境地。 “这是一种独特的技术，非常适合许多药物的输送。我们已经知道如何修改表面，使它们可以在血液中循环而不被巨噬细胞吞噬，”他说。

多功能技术

在这项新研究中，Weichselbaum 和 Lin 的团队在 NCP 上装载了一种称为环状二聚腺苷单磷酸 (CDA) 的核苷酸。 CDA 是细菌侵入宿主时产生的一段 DNA； 它的突然出现——无论是通过感染还是通过纳米颗粒——都会触发 STING 通路和宿主的先天免疫反应来对抗癌症。

这种增强的免疫反应以多种方式攻击肿瘤，抑制肿瘤生长并预防多种癌症的转移。 它破坏了肿瘤血管中的内皮细胞，进一步增加了CDA在肿瘤中的沉积。 令人惊讶的是，它还提高了浸润肿瘤的肿瘤相关巨噬细胞呈递抗原的能力，这些抗原标记它们以供抗肿瘤 T 细胞攻击。

此外，这种方法使非发炎的冷胰腺肿瘤更容易受到免疫疗法的影响。 它还可以有效穿过血脑屏障，逆转免疫治疗的耐药性并增强放射治疗的效果，从而有效对抗神经胶质瘤。

“这是这些纳米制剂的出色之处。我们能够封装一种极其有效的 STING 激动剂，并促进先天免疫和适应性免疫，”Weichselbaum 说。

Lin 创立了一家名为 Coordination Pharmaceuticals 的初创公司来开发 NCP，他对其进一步临床应用的潜力感到兴奋。

“这具有巨大的潜力，因为我们不限于单一化合物。我们可以在同一个 NCP 中配制其他核苷酸并使用其他药物，”他说。 “该技术用途广泛，我们正在寻找优化配方的方法，以使更多的 NCP 候选药物进入临床试验。小型初创公司可以比大型制药公司在更短的时间内推进临床候选药物的开发。”

来源：

芝加哥大学

参考：

杨，K.，等人。 (2022) 锌环二 AMP 纳米颗粒通过内皮 STING 激活和肿瘤相关巨噬细胞复苏来靶向和抑制肿瘤。 自然纳米技术。 doi.org/10.1038/s41565-022-01225-x 。

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