科學家設計一種多藥物納米粒“組合拳”治療腫瘤的新方法
閱讀：401發布時間：2016-6-30
科學家設計一種多藥物納米粒“組合拳”治療腫瘤的新方法，克服腫瘤耐藥性
zui近，美國滑鐵盧大學和哈佛醫學院的研究人員，設計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會得以發展，從而將合適的策略進行組合，來摧毀生存的癌細胞。
如果使用聯合療法治療癌癥，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機提供正確的藥物。同時，所有的藥物必須作用在相當狹窄的范圍比如單個細胞。
這種聯合治療方法聽起來像一個快節奏的游戲需要高度的協調。在某種程度上，它確實是。它不得不戰勝腫瘤耐藥機制獲得成功，這樣才能控制分子途徑擊敗化學療法。
開發一個成功的組合戰略療法，哈佛大學醫學院和滑鐵盧大學的科學家求助于數學建模。首先，哈佛大學科學家追蹤在*的壓力下單個細胞的命運，使科學家們能夠闡明經過藥物治療已經產生耐藥的細胞的分子通路網絡。接下來，滑鐵盧大學的科學家將通路信息輸入一個能夠實時定義癌癥表型轉換的現象學數學模型。
科學家們用他們的數學模型來預測聯合治療的有效性，隨后在侵襲性乳小鼠模型中證實。細節呈現在ACSNano雜志6月3日的一篇文章里，題目是“理性設計二合一納米粒子可以克服癌癥抗藥性。”這個標題表明，所有聯合治療的分子都在一個單獨的納米顆粒里。這種方法確保所有的分子將進入相同的細胞，而這是目前許多藥物聯合治療方法無法做到的事。
ACSNano的作者在文章中寫道，“我們證明癌癥細胞可以通過進入預定的通路導致固有化藥抵抗腫瘤細胞的擬表型變化來發展適應性耐藥。而破壞這個決定性的程序需要一個*的抑制劑和細胞毒性藥物的組合。使用這樣的兩個組合，我們證明二合一納米可以通過確保適應性耐藥的起源被靶向細胞的藥物種植而產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納米粒子每個攜帶一個單一有效分子卻沒那么有效。作者認為這種方法無效的原因是藥物被隨機分發給細胞。
Kohandel教授說：“直到zui近，我們才開始意識到，數學和物理學對于我們理解癌癥的生物學與進化，是多么的重要。事實上，現在在這些學科之間有越來越多的協同作用。我們開始意識到，這些信息對于制定正確的癌癥治療策略，是多么的關鍵。”
先前的耐藥性理論依靠一個假設：只有某些“有特權”的細胞才可以抵抗治療。數學模擬表明，在合適的條件下和信號事件中，任何細胞都可能發展出耐藥性程序。
當前的數學研究模型發現，PI3K/AKT激酶--在癌癥中通常是被過度激活的，這使得細胞當受到毒*壓力時，可使細胞經歷一個耐藥性程序。對細胞生命的這個革命性窗口表明，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。在這項新的研究中，在AaronGoldman教授的帶領下，布里格姆女醫院的研究人員意識到，聯合治療的一個很大缺點在于，兩種藥物必須在同一細胞內被激活，然而當前的傳遞方法卻不能保證。
Goldman教授說：“我們受到數學理解的啟發，即癌細胞可以一種非常特定的順序和時間敏感性的方式，重新激活耐藥性機制。通過開發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胞能夠看到致命的藥物組合，從而關閉生存程序，并消除耐藥性的證據。這種方法可以重新定義臨床醫生如何提供藥物組合。”
工程師們開發的方法，是制備一個單一的納米顆粒，受到計算機模型的啟發，利用一種稱為超分子化學的技術。這種納米技術可使科學家能夠利用“俄羅斯方塊”狀的模塊，來構建*連接的藥物，它們可自組裝，將多種藥物合并到穩定的、單個的納米載體中，通過泄漏的脈管系統靶定腫瘤。這種二合一策略可確保耐藥性從未有機會得以發展，從而將合適的策略進行組合，來摧毀生存的癌細胞。
