纳米颗粒和抑制剂触发免疫系统智胜脑癌

密歇根大学罗格尔癌症中心的科学家们在发现一种阻断脑肿瘤关键通路的小分子时感到乐观。但是有一个问题：如何让抑制剂通过血液进入大脑到达肿瘤。

该团队与多个实验室合作，制造了一种纳米颗粒来包含抑制剂，结果甚至比预期的要好。

纳米粒子不仅将抑制剂递送到小鼠模型中的肿瘤，药物成功地启动免疫系统以消除癌症，而且该过程触发了免疫记忆，因此重新引入的肿瘤也被消除-这表明这种潜在的新这种方法不仅可以治疗脑肿瘤，还可以预防或延缓复发。

“没有人可以将这种分子带入大脑。这确实是一个巨大的里程碑。过去30年来，神经胶质瘤患者的预后没有改善，”RCSchneider神经外科学院教授MariaG.Castro博士说密歇根医学。卡斯特罗是该研究的资深作者，发表在ACSNano上。

“尽管许多癌症类型的生存率有所提高，但胶质瘤仍然具有顽固的挑战性，只有5%的患者在确诊后还能存活五年，”研究作者、医学博士、医学博士、RichardC.Schneider大学教授PedroR.Lowenstein说密歇根医学院的神经外科。

神经胶质瘤通常对传统疗法有抵抗力，而且肿瘤内部的环境会抑制免疫系统，使新的基于免疫的疗法无效。再加上通过血脑屏障的挑战，对这些肿瘤进行有效治疗变得更加困难。

Castro-Lowenstein实验室看到了机会。开发小分子抑制剂AMD3100是为了阻断CXCR12的作用，CXCR12是一种由神经胶质瘤细胞释放的细胞因子，在免疫系统周围建立屏障，防止其对入侵的肿瘤发动攻击。研究人员在神经胶质瘤小鼠模型中显示，AMD3100阻止了CXCR12与免疫抑制性骨髓细胞结合。通过解除这些细胞的武装，免疫系统保持完整并可以攻击肿瘤细胞。

但是AMD3100无法到达肿瘤。药物不能很好地通过血液，也不能通过血脑屏障，这是药物进入大脑的关键问题。

Castro-Lowenstein实验室与UM工程学院WolfgangPauli化学工程学院教授JoergLahann博士合作，创造了基于蛋白质的纳米颗粒来封装抑制剂，以期帮助其通过血液。.

卡斯特罗还与密歇根医学院病理学教授和神经外科研究教授AnuskaV.Andjelkovic建立了联系，他的研究重点是血脑屏障。他们指出，神经胶质瘤会产生异常血管，干扰正常血流。

研究人员将加载AMD3100的纳米颗粒注射到患有神经胶质瘤的小鼠体内。纳米粒子的表面含有一种肽，该肽与一种主要存在于脑肿瘤细胞上的蛋白质结合。当纳米粒子通过血流流向肿瘤时，它们释放出AMD3100，恢复了血管的完整性。然后纳米颗粒可以到达它们的目标，在那里它们释放药物，从而阻止免疫抑制性骨髓细胞进入肿瘤块。这使得免疫细胞能够杀死肿瘤并延缓其进展。

“如果你没有血流，什么都不会到达你的目标。这就是肿瘤如此聪明的原因。但AMD3100可以恢复导管，这就是让纳米粒子到达肿瘤的原因，”卡斯特罗说。

对小鼠和患者细胞系的进一步研究表明，将AMD3100纳米颗粒与放射疗法结合可以增强纳米颗粒或单独放射治疗之外的效果。

在肿瘤被消除的小鼠中，研究人员随后重新引入肿瘤，模拟复发。在没有任何额外治疗的情况下，60%的小鼠仍然没有癌症。这表明，像疫苗一样，AMD3100创造了免疫记忆，使免疫系统能够识别和破坏重新引入的细胞。虽然它阻止了老鼠的复发，但卡斯特罗表示，这至少预示着人类的复发是个好兆头。

“每个胶质瘤都会复发。对于胶质瘤治疗来说，拥有这种免疫记忆非常重要，”卡斯特罗说。

初步测试显示，治疗后小鼠的肝脏、肾脏或心脏功能和正常血细胞计数几乎没有影响。这种纳米颗粒与之前在人体中测试过并被证明是安全的纳米颗粒具有相似的基础。在进行临床试验之前，需要进行额外的安全测试。