一种经过工程改造的纳米粒子已经被发明出来,它可以通过饥饿来杀死特别具有侵略性的癌细胞.虽然以前也有人尝试过这种策略,但这是研究人员第一次使用一种似乎不会损害健康细胞的耗铜颗粒。该团队有信心,这可能是新的、更安全、更有效的药物的起点。

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来源:©Liyang Cui et al/施普林格Nature Limited 2020

耗铜部分(CDM;左)可以捕获金属,这种金属对侵略性癌细胞保持细胞分裂的危险速度至关重要。该纳米颗粒还具有荧光标记,可以报告铜的结合-荧光在金属结合时淬灭

“我们的目标是开发新型纳米药物,可以用于治疗非常严重的、无法治疗的三阴性乳腺癌,”他说Jianghong饶他是这篇论文的作者。三阴性乳腺癌是罕见的,治疗方法有限。这些类型的癌细胞生长和扩散更快,结果比其他类型的侵袭性肿瘤更糟糕。

乳腺癌的一个共同特征是,它们比健康细胞更依赖铜。由于这些侵略性的三阴性癌症生长得如此之快,它们需要大量的能量,而这些能量由细胞的发电站线粒体提供。线粒体离不开铜,因为铜元素对电子传递链至关重要,而电子传递链驱动细胞的能量货币ATP的产生。先前的研究表明,停止铜的运输会破坏能源生产,减缓癌细胞的增殖。

Rao的团队构建的纳米颗粒具有三个主要特征:结合铜的耗铜部分,稳定颗粒的脂质涂层,以及具有光学特性的聚合澳门万博公司物基质,使其易于在体内检测。纳米颗粒的铜消耗部分与荧光染料相连,当铜与荧光染料结合时,染料就会淬灭——Rao称之为自我报告能力。

然后,研究小组将这种纳米颗粒注射到患有癌症的小鼠身上,并分析其影响。他们发现,用纳米颗粒处理的癌细胞中的线粒体受到了损害。Rao说,纳米颗粒对健康细胞没有影响,因为健康细胞对铜的需求更少,所以它们对纳米颗粒的吸收也更低。这种治疗降低了将铜输送到线粒体的关键酶,中断了铜的运输和能量生产。即使细胞可以通过其他途径产生能量,这些也不足以对抗严重的ATP缺乏。这种能量短缺,加上线粒体膜电位受损和氧化应激升高,导致细胞凋亡。Rao说:“现在我们有了一种针对三阴性乳腺癌的新方法,既通过利用其代谢,也通过开发这种新型药物递送纳米颗粒。”“当然,这项技术的应用是没有限制的。任何容易受到线粒体抑制的癌症都可以用我们的纳米颗粒治疗。”

斯蒂芬妮Blockhuys他一直在研究人类癌细胞的铜代谢,他说这项研究是创新的。然而,这位冷泉港实验室的博士后表示,她对其治疗潜力持怀疑态度。“对这种消耗铜的纳米颗粒的基础研究非常有限,甚至无法考虑临床试验。”

佩妮Stafshede查尔姆斯理工大学的生物化学家,他补充说:“这个话题很及时——铜在癌症进展中肯定起着关键作用,通过减少铜的供应来限制促癌功能是一个应该进一步研究的方向。”不过,她补充说,这项研究缺少了“几条信息”,需要更好的解释和更多的数据,然后才能过于乐观。“如果——这是一个很大的假设——这个系统真的能针对动物体内的癌细胞,而不是其他细胞,而且所提出的作用模式是正确的,它可能会有很大的前景。”