改善大自然自身的通讯系统来对抗癌症

我们的身体由数万亿个不同的细胞组成,这些细胞相互沟通以保持我们的健康。有几种方法可以在细胞之间来回发送消息。其中一种被称为“细胞外囊泡”(ev)。这些是微小的球形结构(比指甲的厚度还小一万倍),细胞可以在其中装载信息片段。电动汽车在通过血液的过程中保护这些信息,并将其正确地传递给预期的细胞。这种高度复杂的通信网络可能会被我们用来治疗各种疾病。例如,如果可以对电动汽车进行“重新编程”,使其将药物携带到患病(例如癌症)细胞而不是健康细胞,这可能会大大提高这些药物的治疗效果,并减少它们的副作用。作为这种“重编程”过程的第一步,我们研究了是否可以改进天然ev,使它们优先与癌细胞而不是其他细胞相互作用。

自然界自身的一种通信系统被称为“细胞外囊泡”,用于将信息从一个细胞传递到另一个细胞。经过一些调整,这个系统有可能用于治疗癌症。在我们的研究中,我们研究了一种“重编程”细胞外囊泡的新方法,以提高它们的治疗价值。

为了实现这一目标,我们开发了一种新方法,在电动汽车的表面涂上一层水溶性聚合物(“PEG”),并表明,由于这一层,电动汽车不能再与细胞正常相互作用。然而,当我们将聚合物的外层与“纳米体”蛋白质偶联时,这种蛋白质与癌细胞的特异性很强,ev与癌细胞的相互作用得到了极大的改善。因此,我们限制了天然ev与健康细胞的相互作用,同时改善了它们与癌细胞的结合。在后续实验中,我们给小鼠注射了这些改良的电动汽车,并测量了电动汽车在血液中循环的时间。我们观察到正常的EVs(没有聚合物涂层)很快从血液中清除,可能是由免疫系统的细胞保护我们的身体免受致病微生物的侵害。然而,当应用聚合物涂层时,这些细胞对电动汽车的识别在很大程度上被阻止,导致它们在体内循环更长时间。这一点很重要,因为已知肿瘤细胞周围的血管有轻微的渗漏,使ev能够离开血流进入肿瘤。ev在血液中停留的时间越长,它们最终穿过这些间隙并在肿瘤中积累的可能性就越大。在成功进入肿瘤部位后,附着在聚合物上的纳米体开始发挥作用。这些可以确保ev确实进入肿瘤细胞,这是ev携带的治疗信息传递所必需的。
总之,在这项研究中,我们描述了一种用聚合物和纳米体包裹ev的新方法,这可以极大地改善它们在肿瘤组织中的积累,并减少它们与其他(健康)细胞的相互作用。因此,我们的工作有助于安全有效的抗癌治疗的持续发展。

桑德Kooijmans
乌得勒支大学医学中心临床化学与血液学系,
乌得勒支,荷兰

出版

聚乙二醇化和靶向细胞外囊泡显示增强的细胞特异性和循环时间。
Kooijmans SA, Fliervoet LA, van der Meel R, Fens MH, Heijnen HF, van Bergen En Henegouwen PM, Vader P, Schiffelers RM
J Control Release. 2016年2月28日

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