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Nano Res:纳米金颗粒可明显增强细胞因子抗癌疗法的效力

2016年8月5日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项发表于国际杂志Nano Research上的研究报告中,来自米兰的研究人员通过研究发现,将小型的金颗粒吸附到前沿的细胞因子疗法中或许就可以更好地增强疗法的作用,相关研究或为开发安全高效的抗癌疗法提供了新的思路。

机体中的白细胞通常可以制造名为细胞因子的生物信号分子,而且基于细胞因子的抗癌疗法往往可以有效治疗疾病,但同时也会引发患者出现严重的免疫反应,这无疑就限制了疗法的使用;为了降低这种不必要的副作用,研究者利用了最新的技术开发出了一种名为NGR-TNF的新型靶向抗癌细胞因子疗法。

新型疗法NGR-TNF可以将细胞因子TNF同肽类NGR进行结合,NGR是一种较短的蛋白编码片段,其好像信件上的邮编一样,可以直接指导药物进入到肿瘤血管中,从而诱发肿瘤损伤,如今研究者已经取得了一些成功,而且NGR-TNF疗法目前也已经进入到临床试验中来治疗因石棉暴露而引发的罕见癌症。但研究者想更加深入地去进行研究,在这项研究中,他们通过进一步研究发现,将比脊髓灰质炎病毒还要小的金纳米颗粒吸附到NGR肽类上或许就可以使得药物可以更加快速高效地到达肿瘤血管并且引发肿瘤损伤。

金颗粒的尺寸和形状比较容易控制,其可以被很容易地修饰并同吸附到药物上或其它纳米材料上,同时其还具有其它特性以便研究者利用扫描或者其它成像技术进行追踪观察。这种新型的超级NGR-TNF疗法能够有效地减缓易患癌的小鼠机体中肿瘤的生长,同时不会对小鼠产生任何显著的副作用,该研究还表明,即便药物处于低水平下,其也可以安全有效地达到肿瘤组织中发挥作用。

研究者Curnis说道,诸如TNF样的细胞因子非常有潜力成为有效的癌症疗法,但因其需要较高浓度才能够杀灭癌细胞,因此其常常会损伤健康的细胞,这就意味着TNF当前仅能用于治疗那些四肢患肉瘤的患者,而且其不能进行全身性的使用。我们发现,基于NGR-TNF-金纳米颗粒的新型疗法,即使较低剂量使用也会减缓肿瘤的生长,而且并不会引发不必要的毒性反应,这就表明,NGR标记的金纳米颗粒或许有潜力被系统性地用于低剂量的细胞因子疗法中,而且并不会产生相应的副作用。

人类机体对于纯金耐受性良好,尤其是具有特殊的不反应特性使金已经成为几个世纪以来在多种医疗研究领域使用最为广泛的物质,从天花治疗到牙齿填充物,纳米医学的研究人员同样是利用了黄金的天然特性,但本文研究中研究者首次将纳米医学同癌症靶向疗法相结合进行疾病的治疗。研究者认为,这种纳米药物的配方或许是第二代的NGR-TNF,下一步他们将对此进行再度优化,他们需要改善药物的化学稳定性并且简化其制造过程,研究者希望可以尽快将改善后的药物应用于人类临床试验中。

研究者Helen Rippon说道,利用纳米医学中的金来治疗癌症是一种新型且让人非常兴奋的研究领域。如今这项研究依然只是在实验室中进行,研究者后期或许需要将试验战场带到临床研究中去,Curnis表示,后期他们还有更多的工作需要去完成。(生物谷Bioon.com)

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NGR-tagged nano-gold: A new CD13-selective carrier for cytokine delivery to tumors

Flavio Curnis, Martina Fiocchi, Angelina Sacchi, Alessandro Gori, Anna Gasparri, Angelo Corti.

 

Colloidal gold (Au), a well-tolerated nanomaterial, is currently exploited for several applications in nanomedicine. We show that gold nanoparticles tagged with a novel tumor-homing peptide containing Asn-Gly-Arg (NGR), a ligand of CD13 expressed by the tumor neovasculature, can be exploited as carriers for cytokine delivery to tumors. Biochemical and functional studies showed that the NGR molecular scaffold/linker used for gold functionalization is critical for CD13 recognition. Using fibrosarcoma-bearing mice, NGR-tagged nanodrugs could deliver extremely low, yet pharmacologically active doses of tumor necrosis factor (TNF), an anticancer cytokine, to tumors with no evidence of toxicity. Mechanistic studies confirmed that CD13 targeting was a primary mechanism of drug delivery and excluded a major role of integrin targeting consequent to NGR deamidation, a degradation reaction that generates the isoAsp-Gly-Arg (isoDGR) integrin ligand. NGR-tagged gold nanoparticles can be used, in principle, as a novel platform for single- or multi-cytokine delivery to tumor endothelial cells for cancer therapy.