Nature子刊：麻省理工学院开发多药物纳米颗粒平台，改善抗癌药物递送

在癌症治疗中，不得不面对的问题是——如何控制药物在特定时间以及特定组织中起效。对此，通过更改尺寸、形状、组成和释放动力学等特征，纳米载体可以实现在病变部位特异性释放来提高癌症药物的治疗效果，纳米药物联合疗法也由此成为了现代癌症治疗的前沿。

值得注意的是，在癌症治疗中，具有协同作用的双/多药联合增强了药物对癌细胞的杀伤能力。然而，由于不同药物的物理性质不同，那些在体外具有协同作用的药物组合在体内可能不会在靶组织中同时积累，进而影响了治疗效果。

因此，如果能开发一种方法来确保药物组合在到达靶标组织后仍能保持正确的比例，这无疑将成为癌症治疗领域的一大飞跃。

2023年1月29日，美国麻省理工学院的研究人员在 Nature Nanotechnology 期刊发表了题为：Molecular bottlebrush prodrugs as mono- and triplex combination therapies for multiple myeloma 的研究论文。

该研究开发了一种多药物纳米递送平台——瓶刷前药（bottlebrush prodrug，BPD），通过该平台设计出的多药物纳米颗粒能够以正确的协同比例将不同的药物组分递送到组织病灶，增强对癌细胞的杀伤作用。这一纳米颗粒平台有可能被用于递送针对各种癌症的药物组合。

长期以来，科学家们一直试图寻找具有协同作用的癌症药物组合，这种协同效应利用了癌细胞的一些潜在机制，从而更有效地杀死癌细胞。遗憾的是，联合用药往往有十分严格的治疗指标，其剂量和比例对最终的治疗效果有重要影响。

对此，BPD纳米药物平台可以解决这些问题。几年来，Jeremiah Johnson 教授及其团队致力于研究用于携带多种药物的纳米聚合物。在这项最新研究中，研究团队终于得到了他们梦寐以求的东西——一种瓶刷状的纳米颗粒。

BPD的合成与表征

Jeremiah Johnson 教授表示，当你想要制造一个含有两种或三种甚至任何数量的癌症药物的瓶刷纳米颗粒时，你只需要合成这些药物的偶联单体，然后将它们混合在一起并使其聚合，由此产生的瓶刷纳米颗粒与只有一种药物的纳米颗粒具有完全相同的大小和形状，但你可以自由控制这些药物组合的剂量和比例。

瓶刷纳米颗粒（BPD）的安全性评估

研究人员首先测试了只携带一种药物的纳米颗粒——硼替佐米（bortezomib），这种药物用于治疗多发性骨髓瘤，这种癌症会影响一种被称为浆细胞的B细胞。硼替佐米是一种蛋白酶体抑制剂，可以防止癌细胞分解它们产生的多余蛋白质。

值得一提的是，硼替佐米本身倾向于积聚在具有高蛋白酶体浓度的红细胞中。然而，当研究人员将硼替佐米-瓶刷纳米颗粒（Btz-BPD）注射给小鼠时，他们发现这种纳米药物主要积聚在浆细胞中，因为其瓶刷状结构可以保护药物不立即释放，使其能够循环足够长的时间最终进入靶细胞。

硼替佐米-瓶刷纳米颗粒（Btz-BPD）提供了实质性的治疗增强

进一步研究表明，瓶刷纳米颗粒也可以很好地“加载”多种癌症药物，并能够以正确的协同药物比例将这些物理性质不同的癌症药物递送到肿瘤组织中。更重要的，在对两只多发性骨髓瘤小鼠模型的试验中，研究人员观察到，与相同比例的自由给药方式相比，具有协同比例的、携带三种不同药物的瓶刷纳米颗粒更显著地抑制了肿瘤生长。

此外，Jeremiah Johnson 教授团队还尝试将瓶刷纳米颗粒扩展到更广泛的治疗领域，例如携带治疗性抗体或是携带治疗性mRNA药物，BPD纳米药物平台的多功能性为科学家们创造新的药物组合提供了无限的机会。

携带三种协同药物的BPD对多发性骨髓瘤小鼠有更显著的疗效

总而言之，这项研究报道了一种瓶刷前药（BPD）开发平台，确保具有协同效应的药物组合可以以正确的比例到达靶组织，从而增强治疗效果。该研究成果解决了纳米医学领域的一道关键性难题，为联合纳米药物提供了设计原则，并为改善目前治疗多发性骨髓瘤的一线单一疗法和联合疗法提供了策略。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41565-022-01310-1

转自：“生物世界”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！