布朗工程师开发药物系统以加强癌症治疗

2024-08-08 11:23来源:本站

  

  这种水凝胶旨在平衡恶性肿瘤的pH值,并作为一种最有效的抗癌药物的输送系统,潜在地解决当前癌症治疗中面临的关键问题。

  普罗维登斯,罗德岛(布朗大学)——布朗大学的一个生物医学工程师团队开发了一种新的基于水凝胶的输送系统,该系统可以平衡肿瘤中的酸性环境,并在实验室实验中极大地增强其封装的化疗药物的抗癌活性。

  水凝胶系统是可注射的,作为药物阿霉素的缓冲剂,直接将其输送到恶性肿瘤,有助于减少药物没有直接释放到目标部位时发生的不必要的副作用。研究人员说,这种旨在平衡pH值的水凝胶,有可能通过中和肿瘤中的酸水平,大大改善化疗治疗,降低侵袭性癌症在体内扩散的风险。

  在体外的工作被描述在ACS应用材料和界面。

  “这项研究的核心是减轻我们在癌症治疗中面临的一些关键问题,”该研究的主要作者、布朗大学工程助理教授维卡斯·斯里瓦斯塔瓦实验室的博士生扎赫拉·艾哈迈德(Zahra Ahmed)说。

  Ahmed和Srivastava解释说,在被称为肿瘤微环境的区域中,许多因素会对患者的预后和化疗疗效产生负面影响。其中一个主要问题是酸中毒,即肿瘤环境变得更酸,pH值急剧下降。

  在癌症患者中,这增加了癌症转移的可能性,癌症通过这种转移扩散到身体的其他部位。它还显著降低了化疗药物的有效性。例如,在酸性环境中,阿霉素——目前领先的化疗药物之一——会经历所谓的离子捕获。从本质上讲,药物被细胞外的酸性环境所困,无法穿透细胞内部,这就阻止了它杀死癌细胞。

  阿霉素是有毒的,当通过静脉注射给药时,它不能区分癌细胞和非癌性健康细胞,导致显著的副作用。使这些挑战更加复杂的是,目前还没有办法直接平衡癌变肿瘤中的酸性pH值。

  这就是团队设计的水凝胶的用武之地。

  艾哈迈德说:“我们正在努力开发一种局部递送阿霉素的方法,同时也能减轻酸中毒。”“为了做到这一点,我们创造了一种可注射的水凝胶,我们将化疗药物阿霉素与对抗局部酸性pH值的物质结合在一起。在这种情况下,我们使用了碳酸氢钠,这是一种通常用于治疗酸性消化不良的化合物。”

  在体外对乳腺癌细胞进行的初步实验室测试表明,这种方法是有效的。水凝胶起到缓冲作用,利用碳酸氢钠增加pH值,从而使阿霉素杀死癌细胞的化疗能力增加一倍或两到三倍。

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