二氧化硅微小颗粒令人惊讶地有望阻止肿瘤生长

癌症仍然是最难治疗的疾病之一,因为每个病例都可能不同,而且肿瘤的表现往往难以预测。改善治疗的一个新方向是设计更好的测试模型并创造更智能的方法将药物直接输送到肿瘤。最近的一项研究表明,非常小的、稳定的介孔二氧化硅颗粒(称为介孔二氧化硅纳米颗粒)是一种微小的多孔材料,旨在容纳和释放药物,可以在两种不同的测试系统中成功地积聚在肿瘤中。这表明它们有一天可以被用来直接向癌细胞输送药物。

该研究由玉井冬彦教授和松本幸太郎博士领导的科学家进行。该团队隶属于日本京都大学。他们的研究结果发表在同行评审期刊《细胞》上。

为了进行这项研究,Tamanoi 教授的团队使用了小鼠和一种基于鸡蛋的模型,称为绒毛尿囊膜模型,该模型在发育中的鸡蛋内使用了一层薄薄的、富含血管的膜,可以支持肿瘤的生长。鸡蛋模型特别有用,因为肿瘤在其中快速生长,使得实验更快、更便宜。通过移植不同类型的癌细胞,包括取自患者的骨癌细胞,研究人员能够证明鸡蛋系统中的肿瘤以与真正的人类癌症非常相似的方式发展。

最重要的发现之一是,经过特殊设计的二氧化硅颗粒(设计得较小、分散良好且高度稳定)能够集中在鸡蛋和小鼠模型的肿瘤中。这意味着扩散到肝脏或肾脏等健康器官的颗粒更少。防止颗粒进入健康器官是减少癌症治疗副作用的关键。正如 Tamanoi 教授解释的那样,“这些结果证明了绒毛尿囊膜模型对于患者来源的癌细胞以及评估肿瘤靶向药物载体的实用性”。

Tamanoi教授的团队还发现,带较弱正电荷的粒子比带较强电荷的粒子在肿瘤中积聚的效率更高。纳米颗粒表面的电荷影响它们在肿瘤中的选择性定位。一天之内,这些颗粒在肿瘤组织中的积累水平比之前的测量值高出约五倍,这表明它们在体内很稳定,并且循环的时间足够长,可以到达肿瘤。 Matsumota 博士表示:“小型、高度分散的介孔二氧化硅纳米颗粒在绒毛尿囊膜和小鼠模型中均表现出出色的肿瘤积累作用”。

这些发现很重要,因为它们表明鸡蛋模型是测试新方法的快速而可靠的方法,同时证明了这些二氧化硅颗粒作为癌症治疗递送载体的前景。通过将实际测试模型与先进的纳米技术(即使用极小的材料来解决医疗问题)相结合,该研究指出了更加个性化和有效的癌症治疗方法,有一天可能会减少副作用并提高生存率。

总之,玉井教授的研究突出了两个重要的进步。首先,它将先有鸡还是先有蛋的模型扩展到包括从患者来源的癌细胞生长的肿瘤。其次,它证实了这些特殊设计的二氧化硅颗粒可以成功地在鸡蛋和小鼠模型的肿瘤中积累。总之,这些进步预示着未来可以更快地测试治疗方法,更精确地输送药物,从而帮助患者获得更好的护理。