來自多倫多大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，決定哪些納米顆粒進(jìn)入實(shí)體腫瘤的是主動(dòng)過程，而不是被動(dòng)過程，這一發(fā)現(xiàn)顛覆了之前在癌癥納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的想法，并為更有效的納米治療指明了方向，相關(guān)研究成果于近日發(fā)表在《Nature Materials》上。

癌癥納米醫(yī)學(xué)的主流理論是，納米顆粒主要通過內(nèi)皮細(xì)胞之間的微小縫隙被動(dòng)地?cái)U(kuò)散到腫瘤中。內(nèi)皮細(xì)胞排列在血管內(nèi)壁上，為腫瘤的生長提供支持。

圖片來源：Shrey Sindhwani

研究人員之前的研究表明，只有不到1%的納米顆粒藥物能夠達(dá)到它們的腫瘤靶點(diǎn)。在目前的研究中，研究小組發(fā)現(xiàn)，在能夠穿透腫瘤的納米顆粒中，超過95%的顆粒能夠穿過內(nèi)皮細(xì)胞，而不是在這些細(xì)胞之間的縫隙中。

"我們的工作挑戰(zhàn)了長久以來的信條，提出一個(gè)全新的理論，"Abdullah Syed說道，他是該研究一位共同第一作者、Warren Chan實(shí)驗(yàn)室的博士后。Warren Chan教授是生物材料和生物醫(yī)學(xué)工程研究所(IBBME)和Donnelly細(xì)胞和生物分子研究中心的教授。

"我們看到許多納米顆粒從血管進(jìn)入內(nèi)皮細(xì)胞，并在各種條件下進(jìn)入腫瘤。內(nèi)皮細(xì)胞似乎是納米顆粒運(yùn)輸過程中的關(guān)鍵看門人。"

Syed將納米顆粒比作人們?cè)诜泵Φ囊雇碓噲D進(jìn)入受歡迎的餐館。他說："一些餐廳不需要預(yù)訂，而另一些餐廳有保安來檢查顧客是否預(yù)訂了餐廳。門衛(wèi)比研究人員想象的要常見得多，而且大多數(shù)地方只接受有預(yù)約的顧客。"

研究人員通過多重證據(jù)確定，被動(dòng)擴(kuò)散不是主要的進(jìn)入機(jī)制。他們從動(dòng)物模型中提取了400多張組織樣本的圖像，發(fā)現(xiàn)與納米顆粒相比，內(nèi)皮細(xì)胞幾乎沒有縫隙。他們通過3-D熒光成像和活體動(dòng)物成像觀察到了同樣的趨勢。

同樣，他們?cè)谌祟惏┌Y患者的樣本中發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞之間幾乎沒有縫隙。

該小組隨后設(shè)計(jì)了一個(gè)動(dòng)物模型，完全阻止了納米顆粒通過內(nèi)皮細(xì)胞的運(yùn)輸。這使得他們能夠通過內(nèi)皮細(xì)胞之間的間隙來分離被動(dòng)運(yùn)輸?shù)呢暙I(xiàn)，而這被證明是非常微小的。

研究人員提出了內(nèi)皮細(xì)胞將納米顆粒運(yùn)輸入腫瘤的幾種主動(dòng)機(jī)制，包括結(jié)合機(jī)制、內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)通道和尚未發(fā)現(xiàn)的過程，所有這些都是他們正在研究的。

同時(shí)，這一結(jié)果對(duì)基于納米顆粒的治療具有重要意義。Chan實(shí)驗(yàn)室的博士生、該研究另一共同第一作者Shrey Sindhwani說："這些發(fā)現(xiàn)將改變我們使用納米顆粒給腫瘤提供藥物的想法。更好地理解納米顆粒的運(yùn)輸現(xiàn)象將有助于研究人員設(shè)計(jì)更有效的治療方法。"