单剂量给药系统为简化癌症治疗带来希望

莉兹·希利著

化疗患者在治疗过程中会经历可见和不可见的副作用。大多数常见的化疗药物必须溶解在有毒的化学物质中才能静脉注射,它们不仅会导致脱发,这是化疗的标志性副作用,而且还会损害主要器官和削弱免疫系统,对整个身体造成严重破坏。这些药物也必须多次使用,以使患者从药物的毒性中恢复过来,并且通常需要患者长期导尿管并多次返回医院。

一个由生物医学工程师、化学家和临床医生组成的跨学科团队,由Mark Grinstaff教授(BME, MSE)领导,开发了一种新型的缓释、可生物降解的纳米颗粒系统,该系统携带一种常见的癌症药物,一次注射即可提供治疗剂量,与标准的多剂量效果相同。从本质上讲,该系统可以提供一种替代方案,既对患者更安全,又可以通过减少不良反应和消除多种药物施用来提高生活质量。他们的澳门威尼斯人注册网站研究是与布里格姆妇女医院和北卡罗来纳大学格林斯博罗分校合作完成的,发表在皇家化学学会期刊《化学科学》上。

Iriny Ekladious (BME'17) and Aaron Colby (BME'14), members of the Grinstaff Group, in the lab. Photo by Cydney Scott
格林斯塔夫小组的成员,Iriny Ekladious (BME ' 17)和Aaron Colby (BME ' 14)在实验室里。西德尼·斯科特摄

本澳门威尼斯人注册网站研究中使用的化疗药物紫杉醇(PTX)通常用于治疗肺癌、乳腺癌和腹部癌症。要用于治疗,PTX必须溶解在蓖麻油的特定化学变化中,已知蓖麻油会引起严重的过敏反应和神经毒性。此外,很难给予高剂量的PTX,因为在治疗剂量和毒性剂量之间有一条细线。为了克服剂量并发症,医生们试图局部治疗这些腹部癌症,但不幸的是,患者通常会遇到导管相关的并发症和毒性,最终限制了患者接受的总剂量。

纳米粒子为化疗药物如PTX提供了一种安全的单剂量输送系统。有许多不同类型的纳米粒子系统正在开发中。它们的工作原理是将药物包裹在一种被称为聚合物的大分子中,科学家可以改变系统中使用的药物、聚合物和化学键的类型。这些系统为医生提供了一个机会,可以安全地给他们的病人一个更高剂量的化疗药物,并且不需要使用有毒载体或更具侵入性的给药技术,这可以减少不良副作用并提高生活质量。

格林斯塔夫实验室的BME澳门威尼斯人注册网站研究生伊林·埃克拉迪厄斯表示,他们的团队决定使用格林斯塔夫实验室于2015年开发的一种新型聚合物,并使用一种在水存在下会断裂的化学键将药物与聚合物连接起来。许多澳门威尼斯人注册网站研究人员观察到,癌细胞比正常细胞吸收更多的纳米颗粒,这种纳米颗粒系统也出现了同样的现象。他们的新方法提供了另一种潜在的机制,可以减少目前化疗副作用的严重程度,因为在身体非癌区域循环的药物减少了。在这项澳门威尼斯人注册网站研究中使用的可降解和安全的聚合物是疏水的,或者是疏水的,这会导致聚合物和药物之间的键慢慢断裂,从而产生持续缓慢的药物释放。

由于确认了单剂量化疗系统与传统的多剂量化疗系统一样有效,澳门威尼斯人注册网站研究人员现在可以调整该系统。这些调整可能是尝试一种将药物与聚合物结合的新方法,或者开发一种可以触发药物从聚合物中释放的化学物质。