研究人员利用向磁场迁移的细菌来直接靶向肿瘤杀毒。
肿瘤可能非常难以治疗,因为内部细胞需要与外部细胞不同的目标。这是因为肿瘤中部区域的氧气含量较低,因此这些内部细胞的新陈代谢与表面快速增殖的细胞非常不同。
来自加拿大蒙特利尔大学、麦吉尔大学和蒙特利尔理工学院的研究人员使用了一种磁性 - 或趋磁细菌尝试解决这个问题。
不仅为了趋磁细菌当它们向磁场迁移时,它们也倾向于向低氧浓度游去。当研究人员使用计算机控制的小型磁场时,55% 的细菌穿透了肿瘤的低氧区域。
“这些纳米机器人军团实际上由超过 1 亿个有鞭毛的细菌组成 - 因此可以自行推进 - 并装载药物,通过药物注射点和身体待治疗区域之间最直接的路径移动,”蒙特利尔理工学院的首席研究员 Sylvain Martel 解释道。
“药物的推进力足以有效地移动并进入肿瘤深处。”
研究人员将一种名为 MC-1 的趋磁细菌装载了抗癌药物,并将它们注射到 20 只患有癌症的小鼠的肿瘤旁边。
这些细菌携带着称为脂质体的微小药物胶囊,利用磁场引导自身到达肿瘤的中心。
“我们首先产生一个指向肿瘤的弱磁场,以引导载药细菌并使它们游向肿瘤(这一过程称为趋磁性),”马特尔告诉国家邮政。
“一旦进入肿瘤内部并足够接近缺氧区,我们就会移除磁场,让细菌使用其内部的氧传感器,并跟随肿瘤内逐渐降低的氧气梯度,直到达到 0.5% 的氧气水平。”
类似的技术在过去很有效,科学家们研究了一系列纳米颗粒使化疗毒性较小。
这个想法是,如果能够靶向肿瘤细胞,患者就不需要进行肿瘤的侵入性切除,并且还可以限制所需的化疗量。使用趋磁细菌是一种靶向这些肿瘤细胞的新方法。
“可能性是巨大的,因为所有治疗实体瘤的治疗药物都有一个共同的问题——有效递送到治疗部位,”马特尔说。
“化疗对整个人体的毒性很大,可以利用这些天然纳米机器人将药物直接转移到目标区域,消除有害的副作用,同时提高治疗效果。”
如前所述,该研究仅在小鼠身上显示有效,距离人类还有很长的路要走。它也不能解决所有癌症问题。
医生需要知道肿瘤的大致位置,以便能够将细菌引导到那里,而任何太小而无法识别的继发性肿瘤都无法成为目标。
但考虑到当前癌症治疗的侵入性和难度,我们期待看到更多这些新技术的实际应用。
这项研究发表于自然纳米技术。