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科學(xué)家設(shè)計(jì)一種多藥物納米?！敖M合拳”治療腫瘤的新方法

閱讀：404發(fā)布時(shí)間：2016-6-30

　　科學(xué)家設(shè)計(jì)一種多藥物納米粒“組合拳”治療腫瘤的新方法，克服腫瘤耐藥性
　　
　　zui近，美國(guó)滑鐵盧大學(xué)和哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員，設(shè)計(jì)了一種新的革命性的癌癥治療方法將不同的致死藥物因子組合包裝成單一的納米顆粒。這種二合一策略可確保耐藥性從未有機(jī)會(huì)得以發(fā)展，從而將合適的策略進(jìn)行組合，來摧毀生存的癌細(xì)胞。
　　
　　如果使用聯(lián)合療法治療癌癥，癌癥可能就“gameover”了。然而，這些療法必須以正確的順序在正確的時(shí)機(jī)提供正確的藥物。同時(shí)，所有的藥物必須作用在相當(dāng)狹窄的范圍比如單個(gè)細(xì)胞。
　　
　　這種聯(lián)合治療方法聽起來像一個(gè)快節(jié)奏的游戲需要高度的協(xié)調(diào)。在某種程度上，它確實(shí)是。它不得不戰(zhàn)勝腫瘤耐藥機(jī)制獲得成功，這樣才能控制分子途徑擊敗化學(xué)療法。
　　
　　開發(fā)一個(gè)成功的組合戰(zhàn)略療法，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院和滑鐵盧大學(xué)的科學(xué)家求助于數(shù)學(xué)建模。首先，哈佛大學(xué)科學(xué)家追蹤在*的壓力下單個(gè)細(xì)胞的命運(yùn)，使科學(xué)家們能夠闡明經(jīng)過藥物治療已經(jīng)產(chǎn)生耐藥的細(xì)胞的分子通路網(wǎng)絡(luò)。接下來，滑鐵盧大學(xué)的科學(xué)家將通路信息輸入一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)定義癌癥表型轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象學(xué)數(shù)學(xué)模型。
　　
　　科學(xué)家們用他們的數(shù)學(xué)模型來預(yù)測(cè)聯(lián)合治療的有效性，隨后在侵襲性乳小鼠模型中證實(shí)。細(xì)節(jié)呈現(xiàn)在ACSNano雜志6月3日的一篇文章里，題目是“理性設(shè)計(jì)二合一納米粒子可以克服癌癥抗藥性。”這個(gè)標(biāo)題表明，所有聯(lián)合治療的分子都在一個(gè)單獨(dú)的納米顆粒里。這種方法確保所有的分子將進(jìn)入相同的細(xì)胞，而這是目前許多藥物聯(lián)合治療方法無法做到的事。
　　
　　ACSNano的作者在文章中寫道，“我們證明癌癥細(xì)胞可以通過進(jìn)入預(yù)定的通路導(dǎo)致固有化藥抵抗腫瘤細(xì)胞的擬表型變化來發(fā)展適應(yīng)性耐藥。而破壞這個(gè)決定性的程序需要一個(gè)*的抑制劑和細(xì)胞毒性藥物的組合。使用這樣的兩個(gè)組合，我們證明二合一納米可以通過確保適應(yīng)性耐藥的起源被靶向細(xì)胞的藥物種植而產(chǎn)生更好的抗腫瘤功效。”
　　
　　相反，作者指出，自由組合藥物沒有納米包裹或兩個(gè)納米粒子每個(gè)攜帶一個(gè)單一有效分子卻沒那么有效。作者認(rèn)為這種方法無效的原因是藥物被隨機(jī)分發(fā)給細(xì)胞。
　　
　　Kohandel教授說：“直到zui近，我們才開始意識(shí)到，數(shù)學(xué)和物理學(xué)對(duì)于我們理解癌癥的生物學(xué)與進(jìn)化，是多么的重要。事實(shí)上，現(xiàn)在在這些學(xué)科之間有越來越多的協(xié)同作用。我們開始意識(shí)到，這些信息對(duì)于制定正確的癌癥治療策略，是多么的關(guān)鍵。”
　　
　　先前的耐藥性理論依靠一個(gè)假設(shè)：只有某些“有特權(quán)”的細(xì)胞才可以抵抗治療。數(shù)學(xué)模擬表明，在合適的條件下和信號(hào)事件中，任何細(xì)胞都可能發(fā)展出耐藥性程序。
　　
　　當(dāng)前的數(shù)學(xué)研究模型發(fā)現(xiàn)，PI3K/AKT激酶--在癌癥中通常是被過度激活的，這使得細(xì)胞當(dāng)受到毒*壓力時(shí)，可使細(xì)胞經(jīng)歷一個(gè)耐藥性程序。對(duì)細(xì)胞生命的這個(gè)革命性窗口表明，小分子PI3K/AKT激酶抑制劑是存在缺陷的，但是如果以正確的順序組合其他藥物就可靶定它。
　　
　　盡管先前的研究探索使用藥物組合來治療癌癥，但是雙重組合拳的方法并不總是成功的。在這項(xiàng)新的研究中，在AaronGoldman教授的帶領(lǐng)下，布里格姆女醫(yī)院的研究人員意識(shí)到，聯(lián)合治療的一個(gè)很大缺點(diǎn)在于，兩種藥物必須在同一細(xì)胞內(nèi)被激活，然而當(dāng)前的傳遞方法卻不能保證。
　　
　　Goldman教授說：“我們受到數(shù)學(xué)理解的啟發(fā)，即癌細(xì)胞可以一種非常特定的順序和時(shí)間敏感性的方式，重新激活耐藥性機(jī)制。通過開發(fā)一種二合一的納米藥物，我們可以確保，獲得這種新耐藥性的細(xì)胞能夠看到致命的藥物組合，從而關(guān)閉生存程序，并消除耐藥性的證據(jù)。這種方法可以重新定義臨床醫(yī)生如何提供藥物組合。”
　　
　　工程師們開發(fā)的方法，是制備一個(gè)單一的納米顆粒，受到計(jì)算機(jī)模型的啟發(fā)，利用一種稱為超分子化學(xué)的技術(shù)。這種納米技術(shù)可使科學(xué)家能夠利用“俄羅斯方塊”狀的模塊，來構(gòu)建*連接的藥物，它們可自組裝，將多種藥物合并到穩(wěn)定的、單個(gè)的納米載體中，通過泄漏的脈管系統(tǒng)靶定腫瘤。這種二合一策略可確保耐藥性從未有機(jī)會(huì)得以發(fā)展，從而將合適的策略進(jìn)行組合，來摧毀生存的癌細(xì)胞。

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