纳米壳可以用较少的副作用提供更多的化疗

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玉博伊德
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纳米壳可以用较少的副作用提供更多的化疗

体外研究验证用于远程触发的癌症药物释放的方法

休斯敦 - (2017年11月8日) - 研究人员研究如何提供高剂量的杀死癌症的药物中的肿瘤已经证明他们可以使用激光和光激活金纳米粒子可以远程触发批准的抗癌药物的癌细胞内的释放实验室培养。

Artist's impression of nanoshell-lapatinib conjugates

莱斯大学和西北大学的研究人员通过在白蛋白(蓝色)的包络线包围所述装载药物的光活化纳米壳(黄金和浅蓝色)与抗癌药拉帕替尼(黄色)。从近红外激光(中心)的光被用于远程触发的药物(右)的释放由癌症细胞所占据的纳米壳之后。 (一个。古德曼/ Rice大学的图像提供)

研究 研究人员在莱斯大学和医药出现西北大学Feinberg医学院在科学国家科学院院刊本周的网络版上。它雇金纳米壳提供毒性剂量的两种药物 - 拉帕替尼和多西他赛 - 内乳腺癌细胞。研究人员发现,他们可以使用激光来远程触发颗粒之后便进入了细胞释放的药物。

虽然测试是在实验室用细胞培养进行的,研究的目的是要证明临床应用:纳米粒子是无毒的,药物被广泛使用,低功耗,红外激光可以通过组织和达到肿瘤几英寸以下无创闪耀皮肤。

“在今后的研究中,我们计划使用特洛伊木马战略,以获得肿瘤内的药物载货纳米壳”之称的内奥米·哈拉斯,在莱斯大学的工程师,化学家和物理学家是谁发明的纳米金壳,花了超过15年的研究其抗癌潜力。 “巨噬细胞,这被证明能穿透肿瘤的一类白血细胞,将携带药物的颗粒物进入肿瘤,并且一旦出现,我们使用激光来释放药物。”

内奥米·哈拉斯

内奥米·哈拉斯

合着者 苏珊·克莱尔在医学西北大学Feinberg医学院外科研究副教授说,PNAS研究旨在证明特洛伊木马方法的可行性。除了证明药物可以癌细胞内被释放,该研究还表明,在巨噬细胞,药物之前没有触发分离。

“越来越化疗药物穿透肿瘤是非常具有挑战性的,”克莱尔说,也有西北医学乳腺癌外科医生。 “药物往往肿瘤得到推出,而不是绘制。得到在肿瘤的有效剂量,患者往往要承受那么多的药是恶心等副作用变得严重。我们的希望是,巨噬细胞的结合,引发药物释放将促进肿瘤内药物的有效剂量,使患者可以采取少,而不是更多。”

如果方法有效,克莱尔说,这可能会导致更少的副作用,并可能被用来治疗多种癌症。例如,在研究中,拉帕替尼药物之一,是一大类化疗的叫的一部分 酪氨酸激酶抑制剂 针对特定的蛋白质连接到不同类型的癌症。其他联邦药物管理局批准的药物中类包括伊马替尼(白血病),吉非替尼(乳腺癌,肺癌),厄洛替尼(肺癌,胰腺癌),舒尼替尼(胃,肾)和索拉非尼(肝,甲状腺,肾)。

microscope image showing nanoshells inside a macrophage cell

由巨噬细胞细胞的横截面从所述x轴,y轴和z轴相结合,研究人员可以审查纳米壳 - 药物复合物(红色)如何在细胞内分布孵育24小时后。一个染料用于区分细胞核(蓝色)。 (用○图像。诺依曼/ Rice大学)

“所有的酪氨酸激酶抑制剂在水中不溶出了名的,”阿曼达·古德曼,一个大米校友和PNAS研究的主要作者。 “作为药物类,它们具有生物利用度差,这意味着该药物在每丸比例相对较小实际上杀死癌细胞。如果我们的方法适用于拉帕替尼和乳癌,也可能工作在类的其他药物“。

哈拉斯在米饭上世纪90年代发明的纳米壳。约比红细胞小20倍,它们是由由薄金层覆盖的玻璃的球体。纳米壳可以通过在体内大部分组织被调谐到捕获能量从光,包括近红外(近IR),一个不可视波长穿过的特定波长。 nanospectra生物科学,这项技术的许可,已经过度使用纳米壳作为破坏与红外光的肿瘤光热剂在过去十年进行一些临床试验。

克莱尔和哈拉斯基于纳米壳的药物递送合作始于10余年前。在早期的工作中,他们发现,一个近红外连续波激光 - 在纳米壳的光热应用产生热量的同类 - 可以用来触发药物从纳米壳释放。

苏珊·克莱尔

苏珊·克莱尔(医学印第安纳大学医学院的照片提供)

在最新的研究中,古德曼对比使用连续波激光的触发,并用低功率脉冲激光触发。使用每种类型的激光器时,她证实由两种类型纳米壳 - 药物偶联物的药物的远程触发释放。一种类型的用于所使用的血蛋白的涂层白蛋白以捕获和保持一个拉帕替尼DNA接头和多西他赛的药物,以及其他。在每种情况下,古德曼发现,她可能会引发药物的释放纳米壳被带到了里面的癌细胞后。她还发现,在这两种情况下的巨噬细胞的药物没有可测量的过早释放。

哈拉斯和克莱尔说,他们希望能尽快开始该技术的动物试验,并有可能被用于测试已建立的小鼠模型。

“我特别兴奋拉帕替尼的潜力,”克莱尔说。 “我第一次听到关于Naomi的工作,我怀疑,这可能是答案将药物递送到缺氧(氧气耗尽的)肿瘤,其中一些最激进的癌细胞潜伏的内部。作为临床医生,我们一直在寻找各种方法来保持癌症的回来几个月或几年后,我希望这能做到这一点。”

额外的合着者包括OARA诺伊曼和卢克亨德森,既有大米,哥本哈根大学的西北和kamilla诺雷加德的MI-RAN财。这项研究是由国防乳腺癌研究项目,韦尔奇基金会和美国国家科学基金会的部门的支持。

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高分辨率图像是可供下载:

//www.ilclawfirm.com/files/2017/11/1106-cancer-lap2-lg-19rtfy1.jpg
字幕:来自稻大学和西北大学的研究人员通过在白蛋白(蓝色)的包络线包围所述装载药物的光活化纳米壳(黄金和浅蓝色)与抗癌药拉帕替尼(黄色)。从近红外激光(中心)的光被用于远程触发的药物(右)的释放由癌症细胞所占据的纳米壳之后。 (一个。古德曼/ Rice大学的图像提供)

//www.ilclawfirm.com/files/2017/11/1106-cancer-cell-lg-2dnspiq.jpg
标题:由巨噬细胞细胞的横截面从x轴结合轴,y轴和z轴,研究人员可以审查如何纳米壳 - 药物复合物(红色)分别孵育24小时后在细胞内分布。一个染料用于区分细胞核(蓝色)。 (用○图像。诺依曼/ Rice大学)

//www.ilclawfirm.com/wp-content/uploads/2015/12/1221_halas-058c-lg.jpg
标题:内奥米·哈拉斯(杰夫fitlow /莱斯大学的照片)

//www.ilclawfirm.com/files/2017/11/1106-cancer-sclare-lg-25agd67.jpg
标题:苏珊·克莱尔(医学印第安纳大学医学院的照片提供)

在PNAS纸的DOI是:10.1073 / pnas.1713137114

论文的副本,请访问: //www.pnas.org/content/early/2017/11/02/1713137114.abstract

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Located on a 300-acre forested campus in Houston, Rice University is consistently ranked among the nation’s top 20 universities by U.S. News & World Report. Rice has highly respected schools of Architecture, Business, Continuing Studies, 工程, Humanities, Music, 自然科学 and Social Sciences and is home to the Baker Institute for Public Policy. With 3,879 undergraduates and 2,861 graduate students, Rice’s undergraduate student-to-faculty ratio is 6-to-1. Its residential college system builds close-knit communities and lifelong friendships, just one reason why Rice is ranked No. 1 for quality of life and for lots of race/class interaction and No. 2 for happiest students by the Princeton Review. Rice is also rated as a best value among private universities by Kiplinger’s Personal Finance. To read “What they’re saying about Rice,” go to //tinyurl.com/riceuniversityoverview.

关于玉博伊德

玉博伊德是科学编辑和公共事务的莱斯大学的办公室新闻和媒体关系的副主任。