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癌症狩猎“纳米机器人”能够通过切断血液供应来缩小肿瘤

癌症狩猎“纳米机器人”能够通过切断血液供应来缩小肿瘤

纳米尺寸的“机器人”首次成功地被用于哺乳动物,将药物运送到特定的地方治疗肿瘤。

纳米机器人通常用于处理轻微出血而不是癌症治疗的血液凝固药物,由折叠折叠的DNA片制成,以关闭全身肿瘤的血液供应。

由于他们的血液供应不足,肿瘤开始萎缩,癌症在新位点扩散和生长的能力也似乎降低,使预期寿命加倍或在一些小鼠癌症中完全消除肿瘤。

这一示范标志着实施纳米机器人药物释放的重要一步,可以为传递毒副作用减少的毒性化疗药物铺平道路,并成为许多其他用途之一。

亚利桑那州立大学生物设计研究所分子设计和仿生学中心主任郝焱教授说:“我们已经开发出第一个完全自主化的DNA机器人系统,用于非常精确的药物设计和靶向癌症治疗。”

“此外,这项技术是一种可用于多种类型癌症的策略,因为所有固体肿瘤供血血管基本相同,”他补充说。

这些纳米机器不像科幻小说那样是小型化的金属工艺,而是使用DNA片段作为构建块,精确折叠以适应其目的。

在这种情况下,DNA片段排列成片状,可以压缩包装药物有效载荷,阻止其与健康细胞相互作用并阻止短寿药物被分解。

他们还需要一种释放触发器,这种分子只会响应癌细胞外部的化学特征,解开纳米机器人暴露的治疗。

在今天发表在“ 自然生物技术 ”杂志上的这项研究中,将DNA片折叠成管状以包住凝血药凝血酶。

该药物在手术后用于治疗出血,但很快分解以靶向肿瘤。

包括来自中国,澳大利亚和美国的研究人员在内的国际团队在蛋白质分子核仁素存在的情况下使纳米机器人释放,核蛋白分子覆盖了供应肿瘤的血管内壁。

在治疗的24小时内,科学家发现切除了原发肿瘤部位的血管,在接下来的72小时内在所有肿瘤血管中形成了固体凝块 – 导致肿瘤开始死亡。

这种治疗方法在治疗黑色素瘤的小鼠中疗效最佳,这些小鼠的血液供应非常强大,治疗的8只小鼠中有3只显示其肿瘤完全消退。

治疗小鼠的预期寿命为45天,而未治疗小鼠的预期寿命为20.5天。

然而,研究小组表明,纳米机器人还能够在乳腺癌中归巢,并缩小或减少血管化较少的卵巢癌肿瘤和肺癌的大小。

最重要的是,没有凝块从肿瘤部位或心脏,肝脏,肺或肾脏的关键器官形成,证实治疗仅针对癌细胞。

他们还表明该系统在大型动物巴马小型猪中安全运行,它们与解剖学和生理学中的人类具有高度相似性。

“我认为我们更接近真正实用的医疗应用技术,”严教授说。

“不同理性设计的携带各种药物的纳米机器人的组合可能有助于实现癌症研究的最终目标:根除实体瘤和血管化转移瘤”。

纳米机器人还可用于非癌症治疗,以将药物靶向患病器官或感染。

独立学者表示,动物实验结果可能会对人类产生有希望的影响。

牛津大学女王学院的Peter Dobson教授说:“这是一个很好的想法,文中有很多证据表明这是一种很有前途的方法。应该说,它到目前为止只在动物身上完成过。“

虽然伦敦大学圣乔治分子与临床科学研究所所长Dorothy Bennett教授同意,但她指出,新血管的靶标可能会限制其在某些情况下的应用 – 它应该被证明可以在人类癌症中发挥作用。

她说:“这可能会对癌症成年人产生治疗效果,通常除了癌细胞生长以外,没有任何新形成的血管。

“如果存在任何其他生长的血管,例如在生长中的婴儿或伤口愈合的人中,这可能不足够具体。”

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