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2019年6月27日

黑色纳米颗粒可抑制肿瘤生长

深色皮肤中富含的黑色素通过吸收光能并将其转化为热能来保护我们免受太阳有害射线的伤害。这将使其成为一种非常有效的肿瘤诊断和治疗工具。科学家们成功地创造了黑色素细胞膜衍生纳米粒子,在动物实验中改善了肿瘤成像,同时也减缓了肿瘤的生长。

纳米颗粒被认为是对抗肿瘤的一种有前景的武器,肿瘤组织比健康细胞更容易吸收它们,因为它们的血管系统更具渗透性。外膜囊泡(OMV)就是一个很好的例子,它可以看作是被细菌膜包围的小气泡。这些20200纳米的颗粒是很有用的,因为它们具有生物相容性、可生物降解性,并且可以在细菌中轻松、廉价地生产,甚至大量生产。一旦装上药物活性剂,就很容易给药。

携带黑色素的纳米粒子。

Tum生物成像教授Vasilis Ntziachristos及其团队已证明OMV在肿瘤诊断和治疗方面的巨大潜力。他们的工作建立在OMV和黑色素的独有特性基础上。

这项研究的第一作者VipulGujrati博士解释了这个原理:“黑色素很容易吸收光,即使在红外光谱中也是如此。在我们的光声成像技术中,我们精确地使用这种光来诊断肿瘤。它在吸收能量的同时把吸收的能量转换成热,然后释放出来。热也是一种对抗肿瘤的方法——其他研究人员目前正在临床试验中探索这种方法。”

光声学是Ntziachristos提出的一种非常先进的方法,它结合了光学成像和超声技术的优点。微弱的激光脉冲轻轻地加热组织,使其短暂膨胀。当组织冷却后再次收缩时,就会产生超声波信号。测量的信号因组织类型而异。科学家们用特殊的探测器将它们记录下来,然后“转换”成三维图像。传感器分子或探针(如OMV)可以进一步提高该技术的特异性和准确性。

热量积聚可减缓肿瘤生长。

科学家们最初必须克服一个黑色素特有的问题:黑色素不易溶于水,因此很难利用。这就是OMV发挥作用的地方。研究人员将细菌设计成这种模式,即生成黑色素,并将其储存在膜衍生的纳米颗粒中。然后,他们在背部下方有肿瘤的老鼠身上测试黑色纳米颗粒。在光声手术过程中,这些粒子被直接注射到被红外激光脉冲激发的肿瘤中。

OMV被证明是这种诊断技术最合适的传感器探头,因为它们提供了清晰、高对比度的肿瘤图像。OMV也非常适用于光热疗法,即用更强的激光脉冲加热肿瘤组织以杀死癌细胞。纳米粒中的黑色素可将肿瘤组织的温度从37℃升高到56℃。没有黑色素的对照肿瘤最高温度仅能达到39℃。注入黑色素10天后,被注入黑色素的肿瘤的生长速度明显慢于未接受黑色素OMV的对照组。这种热效应的作用被粒子的另一个积极作用放大:通过在肿瘤组织中引起轻微的非特异性炎症,免疫系统被触发攻击肿瘤。

“我们的黑色素纳米粒适合治疗学的新医学领域——治疗和诊断结合在一起。这使得它们成为临床实践中非常受关注的选择,”Ntziachristos说。科学家们现在将进一步开发他们的OMV,以便在未来将其用于临床。

(来源:https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190404104404.htm