纳米医学作为一种可能彻底改变癌症治疗的候选策略已被研究者们广泛研究。例如白蛋白-紫杉醇、脂质体封装的伊立替康等可以通过复杂的给药过程减轻药物的不良反应并提高治疗效果。然而,到目前位置抗癌纳米药物的临床治疗效果远低于预期。这是因为有效的抗癌药物递送需克服一系列复杂的生理和病理障碍,包括在血液中长时间循环、肿瘤处蓄积,并被肿瘤细胞内吞,最终释放抗癌药物。研究者们通过在纳米药物表面修饰防污聚合物(如PEG)、聚两性离子或仿生细胞膜来延长其在血液中的循环时间,进一步在表面功能化能与癌细胞结合的配体以增强癌细胞内吞。然而这些纳米药物结构的复杂性使其体内表征及制备都受到限制,难以实现临床的转化。因此,设计制备具有简单结构的纳米药物并保证其各项功能至关重要。
近期,浙江大学申有青带领的团队发现可结合细胞纳米载体可以利用吸附介导的胞外吞噬(AMT)来有效地渗透和穿透肿瘤,因此,他们认为一种不粘蛋白但能与细胞结合的纳米药物,可以延长其在血液循环中的寿命,从而能够有效地传递抗癌药物。这种纳米药物设计的关键方面是对蛋白质的不粘性和适当的细胞结合亲和力,因为血液中蛋白质的吸附会迅速诱导免疫系统的调理和快速清除。而与细胞的强结合又会导致血液凝块和红细胞的聚集,使纳米药物无法转移到肿瘤毛细管内皮细胞进行外渗。
在以上研究的基础上,该团队进一步发现,含有三级胺氮氧结构的两性离子聚合物OPDEA与蛋白质的不黏附且与磷脂的相互作用也很弱,因此将小分子抗癌药物与聚两性离子poly(2-(N-oxide-N,N-diethylamino)ethyl methacrylate)结合制备的纳米胶束具有较长的血液循环半衰期,并可与细胞膜进行可逆结合,表现出高效的药物递送能力,如图1所示。
Figure 1. OPDEA-PSN38胶束的肿瘤主动渗透机理示意图。
与临床上的化疗药物伊立替康及其脂质体相比,这种纳米药物在荷瘤小鼠模型(包括肝癌原位模型和人源肿瘤异种移植瘤模型)中均表现出很好的抑瘤作用,在常规给药剂量下,它不仅能清除起始肿瘤大小为70 mm 3的小肿瘤,也能清除起始肿瘤大小为500 mm 3的大肿瘤,而且生物安全性良好,不会产生停药反弹等副作用,如图2所示。
Figure 1.OPDEA-PSN38胶束体内抗肿瘤活性: c) 肝癌皮下模型处理一天后效果,e)与CPT-11相比,OPDEA-PSN38胶束对大型皮下HepG2肿瘤的抗癌活性。
结论:不同于利用复杂结构整合不同功能的抗癌药物,聚两性阳离子OPDEA凭借其与蛋白质的不粘性和弱的的磷脂结合特性为高效抗癌药物递送提供了新的策略。它能够使抗癌药物在血液中的循环时间延长、具有高效的肿瘤蓄积,增强的肿瘤内渗及细胞内吞作用。这些能力使基于OPDEA的纳米药物在临床上的转化及应用表现出巨大潜力。
来源:高分子科学前沿
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