TTUHSC的LaBeck研究通过纳米粒子传递癌症药物

为了减少与化疗相关的副作用，研究人员研究了可以将更多药物直接输送到肿瘤的输送系统的使用。德克萨斯理工大学健康科学中心(TTUHSC) 杰里·霍奇药学院免疫治疗和生物技术系的 Ninh (Irene) La-Beck 药学博士就是其中一位研究人员。

La-Beck 最近获得了国立卫生研究院国家癌症研究所的一项为期五年、价值 249 万美元的资助(“脂质体治疗药理学中的胆固醇代谢”)。她说，这笔资助将使她能够研究纳米粒子如何与免疫系统和癌症相互作用，以便开发新的药物输送系统。

通过纳米颗粒(其大小与病毒颗粒相当)将药物输送到肿瘤，是克服化疗问题最有前途的输送方法之一。一种这样的纳米颗粒递送系统使用脂质体将药物转运至目标肿瘤。脂质体是人造球状囊，通常由胆固醇和天然无毒磷脂(分子中包含一组磷酸盐的脂质)制成。

“在癌症治疗中使用纳米颗粒的真正吸引力在于纳米颗粒比化疗分子大得多，”拉贝克说。“因为它更大，所以它不太可能泄漏并进入其他健康组织，因此它可能会导致更少的副作用。”

通过脂质体等纳米颗粒进行的药物输送增加了药物在肿瘤中的积累，同时不影响正常组织。拉贝克说，几种脂质体化疗药物被批准用于治疗癌症，但不幸的是，脂质纳米粒子(例如脂质体)也会与免疫系统相互作用，尽管它们对肿瘤免疫环境的影响在很大程度上尚不清楚。

与体内正常血管不同，肿瘤血管随肿瘤渗漏并迅速生长。拉贝克说，泄漏性使得纳米颗粒能够绕过正常组织进入肿瘤。

拉贝克说：“每当心脏跳动时，就会有更多的药物从血管中渗漏到肿瘤组织中，随着时间的推移，药物会在肿瘤组织中积累。” “这意味着化疗的浓度增加，我们认为这有助于药物更好地发挥作用。”

目前，几种纳米颗粒已被批准用于癌症治疗，并且几乎所有纳米颗粒都已被证明可以产生更好的安全性。例如，阿霉素是一种常用于治疗乳腺癌的药物，会引起严重的心脏毒性，因此患者可以接受的最大剂量是有限的。

“有些患者本来就患有心脏病，他们甚至无法获得阿霉素，”拉贝克说。“但我们发现，当我们将其放入纳米颗粒中时，心脏毒性非常小，因此在这方面非常成功。问题是我们实际上并没有看到我们预期的功效改善;我们看到了更好的安全性，但我们没有看到更好的功效。如果我们应该将更多化疗药物注入肿瘤，那为什么会出现这种情况呢?”

在之前的研究中，拉贝克证明，由磷脂和胆固醇组成的脂质体(与患者使用的脂质体类似)通过抑制小鼠对某些肿瘤的免疫反应，使小鼠的肿瘤大小增加了一倍。她最近发现巨噬细胞(检测、摄取和消灭有害生物的细胞)是造成这些有害影响的细胞。

此外，La-Beck 生成的初步数据表明，脂质体胆固醇代谢为氧甾醇(氧化产生的胆固醇衍生物)，已知它会改变巨噬细胞的功能。

“基于此，我们推测脂质体氧甾醇会导致巨噬细胞抑制抗肿瘤免疫并促进肿瘤生长，”La-Beck 补充道。

拉贝克的实验室一直试图通过研究人体对纳米粒子的作用以及纳米粒子对人体的作用来理解和解决这个问题。几年前，他们发现纳米颗粒与免疫系统显着相互作用。

纳米粒子(在本例中为脂质体)被免疫系统识别，免疫系统对脂质体做出反应，就像对任何感知到的外来病原体做出反应一样。巨噬细胞通常会消耗并清除所有这些病原体，然后将病原体部分呈递给 T 细胞，T 细胞是免疫系统的另一部分，提供抗原特异性反应以识别特定病原体。

拉贝克说，这些巨噬细胞对于纳米颗粒的初始清除以及激活对纳米颗粒的其他免疫反应至关重要。她的初步研究表明，其中一些反应实际上是好的，但也有一些是好的。它们使免疫细胞产生有助于激活针对癌细胞的免疫反应的分子。

拉贝克解释说：“我们还发现，其中一些免疫反应是不好的，因为它们会刺激分子释放，而这些分子实际上可以抑制免疫系统的某些部分并促进肿瘤细胞生长。” “所以，免疫系统是一把双刃剑：如果它失控，你会得到不好的结果，但如果它是正确的，你会得到好的效果。”

对于这笔资助，拉贝克的研究将集中在脂质体递送系统的胆固醇部分。她说，当身体以错误的方式代谢过多的胆固醇时，就会导致动脉粥样硬化等其他疾病，并可能参与阿尔茨海默病和其他类型癌症的发病机制。

拉贝克断言：“最重要的是，这些纳米颗粒输送系统具有帮助改善治疗效果的巨大潜力，但对于它们如何影响免疫系统，我们还有很多不了解的地方。” “如果我们不弄清楚这一点，那么我们就无法充分利用它们的治疗潜力。这基本上就是这笔赠款的目的。”