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利用细菌来运送化疗药物到肿瘤处

2016-09-26   标签:细菌 肿瘤    来源:sciencedaily.com
自然界已经为人类准备好了运输工具——一种名为MC-1的细菌。
Swarms of magnetic bacteria could be used to deliver drugs to tumors

利用细菌来运送化疗药物到肿瘤处

癌症治疗中的最大难题之一是如何有效地运送化疗药物到肿瘤处而不毒害到健康组织。为了解决这个问题,研究人员在尝试开发“纳米运输机”,即包裹着药物的极小颗粒。纳米运输机被设计为在体液循环过程中只会被癌细胞吸收,不会进入健康组织。

尽管纳米运输机很好地保护了健康组织,但成功运送到肿瘤处的药物量仍然很少。主要原因在于纳米运输机依赖循环系统移动到肿瘤处,所以一大部分在抵达目的地之前就被过滤掉了。此外,肿瘤和周围组织的压力差也妨碍了纳米运输机进入肿瘤深处。因此,纳米运输机无法到达肿瘤的低氧区,也即癌细胞活跃区。低氧区被认为是癌细胞转移的源头,对低氧区的攻击将很可能降低转移率。

巴黎综合理工大学蒙特利尔纳米机器人实验室主任、该研究第一作者Sylvain Martel博士及其团队在尝试开发能抵达低氧区的纳米机器人时,意识到自然界已经为人类准备好了运输工具——一种名为MC-1的细菌。MC-1细菌适宜在氧气稀薄的深水中生活。为了寻找这样的区域,该细菌具有一套由两部分组成的导航系统。第一部分涉及到MC-1体内的一条磁性纳米晶体链,像指南针的针一样,引导北半球的MC-1细菌向北游。第二部分由传感器组成,使细菌能检测到氧气水平的变化。独一无二的导航系统帮助这种细菌迁移并停留于低氧的区域。Martel团队做了一系列试验,表明可以利用该细菌的导航系统更有效地运送药物到肿瘤处。

在一次早期试验中,携带人类结肠肿瘤的老鼠被分别注射了活MC-1细菌、死MC-1细菌或与细菌大小相近的非磁性微粒(作为对照)。注射的位置在肿瘤直接相邻的组织上。然后把老鼠放置于计算机控制的磁场内,磁场用于引导细菌或微粒进入肿瘤。研究人员发现,死MC-1细菌和微粒都只做到了最小程度的渗入,而活MC-1细菌则深入到肿瘤内,尤其是低氧区。

“当它们进入肿瘤内时,我们关闭了磁场,细菌自动切换到氧传感器以寻找低氧区,”Martel说。“我们引导它们到达肿瘤,剩下的交给它们自己了。”


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