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新型无定形纳米粒子可以有效和选择性地杀死癌细胞

LMU研究人员已经开发出一种新型的纳米颗粒,可以高效,选择性地杀死癌细胞,从而为治疗肿瘤开辟了新的治疗选择。许多用于治疗癌症的化学治疗剂会引起严重程度不同的副作用,因为它们对正常细胞和恶性肿瘤均具有毒性。这促使寻找替代目前用于治疗大多数癌症的合成药物的有效替代品。为此目的,磷酸钙和柠檬酸盐的使用已经讨论了多年,因为当直接递送到细胞中会导致细胞死亡,而它们在循环中的存在几乎没有或没有毒性作用。

问题在于寻找克服控制这些化合物摄入细胞的机制的方法,并确保这些化合物选择性地作用于人们希望消除的细胞上。康斯坦丁·冯·希尔丁博士,汉娜·恩格尔克博士和托马斯·贝因教授领导的LMU化学系研究人员现在报告了由钙和柠檬酸组成的新型无定形纳米粒子的研究进展,这些纳米粒子能够突破有针对性地吸收和杀死肿瘤细胞的障碍。

磷酸钙和柠檬酸都参与许多细胞信号通路的调节。因此,严格控制存在于细胞质中的这些物质的水平,以避免破坏这些途径。至关重要的是,新研究中描述的纳米颗粒能够绕过这些监管控制。

冯·西恩丁解释说:“我们已经制备了由磷酸钙和柠檬酸盐组成的无定形和多孔纳米颗粒,它们包裹在脂质层中。” 包封可确保这些颗粒容易被细胞吸收,而不会触发对策。一旦进入细胞内,脂质层就会被有效分解,并且大量的钙和柠檬酸盐会沉积在细胞质中。

在培养的细胞上进行的实验表明,这些颗粒具有选择性地致死性-杀死癌细胞,但使健康细胞(也吸收颗粒)基本上不受伤害。

显然,这些颗粒对癌细胞可能具有剧毒。-确实,我们发现肿瘤越具有侵略性,杀伤力就越大。”

在细胞摄取期间,纳米颗粒获得第二膜包衣。该研究的作者推测,未知的机制-癌细胞特有的-导致该外膜破裂,使囊泡中的内容物泄漏到细胞质中。另一方面,在健康细胞中,该最外层保持其完整性,随后将囊泡完整地排泄到细胞外培养基中。

“颗粒的高度选择性毒性使我们能够成功治疗小鼠中两种不同类型的高度侵袭性胸膜肿瘤。仅局部给药两剂,我们就可以分别将肿瘤缩小40%和70%, ”恩格克说。

许多胸膜肿瘤是肺肿瘤的转移产物,它们在肺和胸腔之间的胸膜腔中发展。由于该区域没有血液供应,因此化学治疗药物无法进入。

“相反,我们的纳米颗粒可以直接引入胸膜腔,” Bein说。此外,在两个月的治疗过程中,未发现严重副作用的迹象。总体而言,这些结果表明,新的纳米粒子在进一步开发针对其他类型癌症的新疗法方面具有巨大潜力。

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