約翰·霍普金斯大學(xué)的研究人員報告說，他們制造的一種可生物降解的實驗室工程納米顆粒可以成功地將一種“自殺基因”傳遞到植入小鼠大腦的兒童腦瘤細胞上。這種被稱為PBAEs的多聚氨基酯納米顆粒是一種治療方法的一部分，該方法還使用了一種藥物來殺死細胞并延長試驗動物的生存時間。

在2020年1月發(fā)表在《納米醫(yī)學(xué)：納米技能，生物學(xué)和醫(yī)學(xué)》雜志上的一份報告中，研究人員警告說，在納米技能、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)方面，出于不受威脅和生物學(xué)方面的原因，自殺基因單純皰疹病毒I型胸苷激酶(HSVtk)不太可能成為治療人類髓母細胞瘤和兒童非典型畸胎樣/橫紋肌樣腫瘤(AT/RT)的確切治療方法。HSVtk使腫瘤細胞對抗病毒藥物更敏感。

所謂的“自殺基因”已經(jīng)被研究和用于癌癥治療超過25年。HSVtk基因產(chǎn)生一種酶，可以幫助恢復(fù)自然抑制腫瘤的功能。

實驗結(jié)果表明，通過腹腔注射給小鼠注射自殺基因和更昔洛韋，殺死了超過65%的兒童腦腫瘤細胞。在使用納米粒子治療方法遞送遺傳物質(zhì)后的第7天，故意用該基因“轉(zhuǎn)染”了該組合。攜帶AT / RT型腫瘤的小鼠在接受治療后的壽命延長了20%，也就是42天，而未經(jīng)治療的小鼠則存活了35天。那些在大腦中植入了第3組髓母細胞瘤型腫瘤的人，存活時間延長了63%，存活了31天，而未經(jīng)治療的小鼠則存活了19天。

約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)外科學(xué)副教授Eric Jackson博士說:“這是一種令人興奮的替代方法，它能夠以選擇性的方式將基因治療方法傳遞到腫瘤上，這種方式只針對腫瘤細胞。我們現(xiàn)在的想法是尋找其他合作者，他們可能有一種基因治療方法，能有效殺死這些腫瘤。

髓母細胞瘤和非典型畸胎樣/橫紋肌樣瘤（AT / RT）是兩個普遍和致命的小兒腦惡性腫瘤。杰克遜(Jackson)指出，包括放射線在內(nèi)的傳統(tǒng)治療方法可能損害健康組織以及腫瘤，并且可能對成長中的兒童產(chǎn)生長期的發(fā)育副作用，因此尋找新的治療方法至關(guān)重要。

只針對癌細胞的基因治療是一種很有前途的治療途徑，但是許多基因治療方法使用修飾的病毒來傳遞治療有效的DNA，這種方法可能不不受威脅，也不適合兒科使用。杰克遜說：“如果您擁有成熟的免疫系統(tǒng)，其中許多病毒都是不受威脅的，但對于免疫系統(tǒng)較脆弱的年輕患者來說，病毒傳遞系統(tǒng)可能會帶來額外的風(fēng)險?！?/p>

為了解決這個問題，杰克遜和喬丹·格林博士合作，喬丹·格林博士是約翰·霍普金斯基梅爾癌癥中心彭博基梅爾癌癥免疫治療方法研究所的研究員，約翰·霍普金斯生物材料和藥物遞送實驗室主任，生物醫(yī)學(xué)工程教授，他們共同尋找一種不同的基因治療載體。Green和他的同事開發(fā)了PBAE級別的聚合物納米顆粒，它可以被設(shè)計用來結(jié)合和攜帶DNA。

可生物降解的PBAEs被注射到腫瘤中，它們被腫瘤細胞吸收后不受威脅地釋放它們的DNA物質(zhì)。在格林和他的同事們之前在細胞培養(yǎng)和嚙齒類動物中使用類似的粒子對成人腦癌和肝癌進行基因治療的研究發(fā)現(xiàn)，納米粒子先針對的是腫瘤細胞，而不是健康細胞。

目前仍在研究粒子優(yōu)先攻擊腫瘤細胞的機制，但格林認為“粒子的化學(xué)表面很可能與某些類型癌細胞表面的蛋白質(zhì)相互作用。”

格林和他的同事們改變了納米粒子，以針對兩種小兒惡性腫瘤。格林說：“通過對構(gòu)成納米粒子的聚合物進行微小的化學(xué)改變，我們可以顯著改變細胞對特定種類癌細胞的吸收，以及隨后以細胞特有的方式向細胞質(zhì)傳遞基因?！?/p>

杰克遜說，他希望納米粒子可以根據(jù)患者的情況提供多種基于基因的治療方法-包括改變基因表達水平、打開或關(guān)閉基因，或使細胞對其他治療方法敏感的治療方法。他說:“在某些方面，我們?nèi)蕴幱诎l(fā)現(xiàn)髓母細胞瘤和AT/RT基因的階段?！?/p>

納米粒子“可以攜帶比病毒攜帶的更大的基因，并且可以攜帶基因的組合?！?格林說，“它是一個平臺，不受貨物大小的限制，也不受免疫原性或毒性的限制。而且，它比病毒更容易制造?！?/p>

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