“沙门氏杆菌模拟纳米颗粒”增强抗癌化疗药的药效

化疗一直以来是癌症治疗特别是转移肿瘤的主要治疗手段。 当前一个主要问题是肿瘤细胞的抗药性。 研究表明肿瘤细胞抗药性主要来源于癌细胞表面过多表达一类P-gp糖蛋白。 P-gp蛋白在细胞膜上起到微泵的作用,其将化疗药物视为异己泵出细胞,导致抗癌药物无法在癌细胞中进行累积,于是这些细胞便产生了强耐药性并最终致使癌症复发。因此,P-gp糖蛋白一直是生物医药的重要靶点。在过去的近二十年中,科学家们一直在尝试从成千上万的小分子中筛选能够抑制P-gp的分子从而逆转癌细胞的耐药性。但很多项目都在推行临床实验时失败了。

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150年前科学家已经发现了一类细菌生物, 例如沙门氏菌有抗癌功效,可以来直接抗击癌细胞。沙门氏菌通常通过破坏P-gp转运蛋白来更轻易地侵入细胞。但是 临床上直接接种细菌可导致的严重的病理免疫反应以及潜在的感染也让利用沙门氏菌或其他种类的细菌进行癌症治疗的研究和临床推广遇到了瓶颈。
在最近的Nature Communications (Nature Communications 7, Article number: 12225 doi:10.1038/ncomms12225) 文章中,美国马塞诸塞大学医学院的华人教授Gang Han和其合作者传染病专家Beth McCormick 提出了“沙门氏杆菌模拟纳米颗粒”的新概念。在他们的研究中,一种沙门氏菌蛋白-Salmonella invasive protein A (SipA),被发现能够特异性的消除P-gp蛋白。SipA与众不同的地方在于它产生于大自然并且在两百万年的进化中生存了下来,证明它可以在不引起免疫反应的前提下有效地从细胞中去除P-gp。
Gang Han及其同事发现当不用沙门氏菌主体,单单将这种蛋白被修饰到超小的纳米金表面,金纳米的三维结构可以极大提高SipA 蛋白生理条件下稳定性,并可以将其有效运到癌细胞内敲除P-gp 。他们命名其为“纳米虫”。 他们发现制备好的Sip-A纳米虫和 常用抗癌药比如阿霉素可以联合使用。 当注射到了患有拟人肠癌的活体老鼠和患有拟人乳腺癌的老鼠模型内。三十天后,几乎无法检测到任何肿瘤。 同样重要的是在肺,心脏,和大脑中并没有发现金元素的累积。
Gang Han博士和他们的同事相信这个发现为耐药肿瘤的治疗提供了全新的思路。下一步正进一步明确其生物安全性,毒性,以及剂量的影响,并希望最终将这项技术推向临床实验。