J Mater Chem B:加熱可讓化療藥物更有效殺死癌細胞,效率增加34%

2021-01-11 生物谷

2021年1月9日訊/生物谷BIOON/---在一項新的研究中，來自英國倫敦大學學院的研究人員報導在用化療藥物靶向癌細胞的同時加熱它們是一種非常有效地殺傷它們的方法。他們發現將化療藥物「加載」到微小的磁性納米顆粒上，在給癌細胞遞送這種藥物的同時，利用這些磁性顆粒加熱這些癌細胞摧毀它們的效果要比不加熱時高出34%。相關研究結果發表在Journal of Materials Chemistry B期刊上。


圖片來自Journal of Materials Chemistry B /Nguyen T. K. Thanh / Florian Aubrit/ Olivier Sandre/ Lilin Wang。

攜帶化療藥物的磁性氧化鐵納米顆粒在暴露於交變磁場（alternating magnetic field）中時，會散發熱量。這意味著，一旦這些納米顆粒在腫瘤區域積聚，就可以從體外施加交變磁場，讓熱量和化療藥物同時遞送。

這兩種治療方法的效果是協同的--也就是說，其中的一種治療方法都能增強另一種治療方法的效果，這意味著它們結合起來比分開的時候更有效。這項研究是在實驗室的細胞中進行的，在開展涉及患者的臨床試驗之前還需要進一步研究。

論文資深作者、倫敦大學學院物理與天文學生物物理組的Nguyen T. K. Thanh教授說，「我們的研究顯示了通過磁性納米顆粒進行化療和熱處理相結合的巨大潛力。雖然這種組合療法已經被批准用於治療快速生長的膠質母細胞瘤，但我們的研究結果表明，它有可能作為一種廣泛的抗癌療法得到大量使用。這種組合療法也有可能通過確保它更有效地靶向癌細胞而不是健康組織，減少化療藥物的副作用。這需要在進一步的臨床前測試中進行探索。」

在這項新的研究中，這些研究人員將這種磁性納米顆粒與一種常用的化療藥物阿黴素（doxorubicin）結合起來，並比較了這種組合物在不同情景下對人類乳腺癌細胞、膠質母細胞瘤細胞和小鼠前列腺癌細胞的影響。

在最成功的情形下，他們發現48小時後，加熱和阿黴素一起殺死了98%的膠質母細胞瘤細胞，而在沒有加熱的情形下，阿黴素殺死了73%的膠質母細胞瘤細胞。與此同時，對於乳腺癌細胞，加熱和阿黴素一起殺死了89%的乳腺癌細胞，而單用阿黴素48小時後殺滅77%的乳腺癌細胞。

癌細胞比健康細胞更容易受加熱的影響---一旦溫度達到42℃，它們就會發生緩慢的死亡（凋亡），而健康細胞則能承受高達45℃的溫度。

這些研究人員發現，只將癌細胞加熱幾度，達到40℃，就能增強化療藥物的效果，這意味著這種治療在低劑量的納米顆粒下可能有效。

他們發現，當這種納米顆粒被癌細胞吸收或內化時，這種組合療法最為有效，但是他們發現，當這種納米顆粒留在癌細胞外散發熱量而時，化療藥物的效果也會增強（這將是一種更容易提供的治療形式）。然而，只有當這種氧化鐵納米顆粒被內化或緊密沉積到癌細胞表面時，才會在較低溫度下產生效果。

這種納米顆粒還有一層聚合物塗層，可以阻止化療藥物滲出到健康組織中。該塗層對熱和pH值敏感，當溫度上升時才會釋放化療藥物，這種納米顆粒被內化在癌細胞中稱為「溶酶體」的微小口袋內，這種微小口袋的pH值低於細胞介質的其他部分。這種細胞內遞送化療藥物的方式對小鼠前列腺癌細胞特別有效，特別是當溫度達到42℃時，表現出優越的、協同的細胞死亡效果。

論文共同作者、法國波爾多大學的Olivier Sandre博士說，「鑑於交變磁場可以產生熱量，化療藥物的釋放可以高度局限於癌細胞，從而潛在地減少副作用。」（生物谷 Bioon.com）

參考資料：

1.Lilin Wang et al. In vitro exploration of the synergistic effect of alternating magnetic field mediated thermo–chemotherapy with doxorubicin loaded dual pH- and thermo-responsive magnetic nanocomposite carriers. Journal of Materials Chemistry B, 2020, doi:10.1039/d0tb01983f.

2.Heat treatment may make chemotherapy more effective
https://www.ucl.ac.uk/news/2021/jan/heat-treatment-may-make-chemotherapy-more-effective

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