客观日本

产综研开发出向骨转移癌输送药物的纳米颗粒,可抑制破骨细胞的活动

2021年02月08日 生物医药

日本产业技术综合研究所的中村真纪主任研究员与信州大学的斋藤直人教授等人,开发出了治疗骨转移癌的纳米颗粒。颗粒中含有抑制破骨细胞功能的药物,可以将药物递送到细胞中,有助于实现副作用较小的治疗。

在健康的骨骼中,形成骨骼的细胞和破坏并吸收骨骼的细胞会均衡地发挥作用。癌细胞转移到骨骼后,会激活破骨细胞,破骨溶解出来的蛋白质则会促进癌细胞增殖,形成恶性循环。

骨转移在无法通过手术彻底切除癌细胞时等,一般使用抑制破骨细胞功能的药物“双膦酸盐”进行治疗。双膦酸盐会附着在骨骼的磷酸钙成分上被吸收,从而抑制破骨细胞工作。由于是通过静脉注射的方式给药,副作用比较强。需要开发一种向破骨细胞递送药物的方法。

研究团队此次开发出了直径约为100纳米(纳米为10亿分之1米),尺寸容易被细胞吸收的纳米颗粒。纳米颗粒是碳片的集合体,看起来像海胆。药物被放在相当于海胆刺的部分。

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新开发的纳米颗粒可递送抑制破骨细胞功能的药物=图片由产业技术综合研究所提供

抑制破骨细胞功能的药物与骨骼的主要成分磷酸钙亲和性比较高,容易附着上去。磷酸钙与碳片也容易粘附在一起。这些物质在水溶液中混合后,聚集在一起形成了一个颗粒。

新开发的颗粒设想在发生癌细胞转移的骨骼附近局部给药。被破骨细胞吸收的颗粒首先会聚集在细胞中的消化器官——溶酶体中。 由于溶酶体内部呈弱酸性,颗粒中含有的磷酸钙会溶解出来并释放药物。

在实验中,研究团队向来自小鼠的破骨细胞中加入新开发的纳米颗粒后发现,颗粒被细胞吸收。还以相同的浓度分别加入新开发的颗粒和单独的药物进行了比较。单纯加入药物时,细胞几乎都能存活,而加入新开发的颗粒时,存活率约为50%。单纯加入药物时除非浓度达到此次给药量的100倍左右,否则无法攻击破骨细胞。

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转移到左侧大腿骨的癌细胞(阴影部分)。会引起疼痛并导致骨骼变脆=图片由信州大学医学部附属医院提供

研究团队预定利用小鼠等验证新开发的颗粒的效果。目标是继续进行改良,以使其易于被破骨细胞吸收,还将开发少量给药即可取得效果的治疗方法,力争尽快开始临床试验。

据报告,死于癌症的人约有30%发生了癌细胞骨转移。乳腺癌、前列腺癌和肺癌等发生骨转移的情况尤其多。发生骨转移后,骨骼会变脆,从而导致骨折和疼痛。患者的生活质量(QOL)会明显降低。

日文:下野谷涼子、《日经产业新闻》、2021年1月25日
中文:JST客观日本编辑部

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