新型多功能药物纳米棒在高效肿瘤治疗与诊断中的应用

AHM

化学治疗(化疗)是目前癌症治疗最主要的方法。然而其主要不足之处在于,抗癌药物无法靶向到肿瘤部位,在杀死癌细胞的同时,也使正常器官受到损害。而且,肿瘤部位的给药量不足,不能完全有效地杀死肿瘤细胞。随着纳米技术的发展,出现了许多载体装载抗癌药物制成的纳米材料,其具有良好的水分散性,可通过被动靶向和主动靶向,提高抗癌药物在生理环境中的可利用度。但是这种纳米载体的载药量通常比较低,肿瘤治疗的效果有一定的限制,为了达到较为理想的化疗效果,常常需要更多剂量的化疗药物,因此对生物体的毒副作用也随之增加。同时由于载体的存在,可能会对生物体产生潜在的毒性。

基于以上问题,苏州大学功能纳米与软物质研究院张秀娟教授及其团队,创新性地将抗癌药物分子直接制备成的纳米棒作为主体,通过掺杂与层层自组装的方法,设计出一种兼具诊断与化疗、热疗协同治疗功能的药物复合纳米棒。该多功能诊疗药物纳米棒载药量高无载体引入,且具有更好的肿瘤治疗效果。该团队首先制备10-羟基喜树碱(HCPT)抗癌药物纳米棒,同时将四氧化三铁纳米颗粒掺杂到喜树碱纳米棒中,然后通过层层自组装,在其外层包裹具有较强近红外吸收的PEDOT分子,最后在外层修饰带有双硫键的表面活性剂mPEG-SS-C18PMH,得到药物复合纳米棒(HCPT NRs-PEDOT-SS-PEG)实现生理环境的稳定性和生理响应性。通过mPEG-SS-C18PMH的修饰,能够提高纳米棒的血液循环时间,提高了药物纳米棒在肿瘤部位的累积量。同时,由于其结构中的双硫键对谷胱甘肽响应,促进了药物HCPT的释放。该团队系统研究了HCPT NRs-PEDOT-SS-PEG在体外癌细胞的治疗效果,发现在808nm激光照射10分钟后,癌细胞几乎全部被杀死。进一步,我们又研究了HCPT NRs-PEDOT-SS-PEG活体治疗的效果,发现在808激光照射10分钟后(激光能量为1 W/cm2),通过化疗和热疗的协同治疗,小鼠肿瘤逐渐减小直至消失,且在30天后,肿瘤部位没有复发现象。同时,通过四氧化三铁的磁共振成像手段,能很好的协助我们对肿瘤定位。因此,这种多功能诊疗一体化的药物纳米棒有望为将来纳米抗癌药物的设计提供新思路。