一项在小鼠中进行的新研究报告称,将金纳米粒子注射到乳腺肿瘤中,可使肿瘤细胞对放疗更加敏感。金纳米壳技术目前正在进行试验,有望为难治性乳腺癌患者提供额外的肿瘤杀伤力。
乳腺癌治疗面临的主要障碍之一是肿瘤中存在一小群肿瘤干细胞,它们比主体肿瘤细胞对放疗和化疗更具抵抗力,治疗后肿瘤复发常归因于这些干细胞。为了尽可能杀灭所有癌细胞,科学家们开发了伴随放疗和其他常规疗法的新技术,其中包括热疗——将身体组织加热至45摄氏度(113华氏度)的高温。以往研究表明,高温可损伤并杀死癌细胞,并使肿瘤干细胞对放疗更敏感,同时对正常组织损伤最小。
然而,过去几年中,乳腺癌热疗已基本被放弃,因为快速加热肿瘤而不灼伤周围组织十分困难。为解决这一问题,Rachel Atkinson及其同事设计并制造了金纳米粒子,用于加热肿瘤干细胞,使其对放疗更敏感。他们证明,使用金纳米粒子的热疗可有效抑制小鼠乳腺癌模型中的肿瘤干细胞。
金是纳米壳(极小的球形硅石颗粒)的理想涂层,因为它在生物组织中的毒性低于其他金属。实验中,研究人员向小鼠肿瘤直接注射金纳米壳。这些纳米壳渗漏到血管外并在肿瘤内聚集,被激光激活时引起局部加热。纳米壳诱导的加热阻止了肿瘤细胞修复放疗引起的双链DNA断裂,从而增加了其对放疗的敏感性。注射金纳米壳一天后,小鼠接受单次放疗或单次放疗加20分钟热疗。治疗两天后,仅接受放疗的小鼠癌细胞分裂更快,比未治疗小鼠更活跃地形成更多肿瘤。而接受放疗加热疗的小鼠,癌细胞萌生速度较慢,形成的肿瘤较少,表明热疗阻止了肿瘤干细胞生长并可能改变了其快速生长的特性。研究人员进一步在小鼠体内的人乳腺癌肿瘤细胞中重复了实验,再次观察到纳米壳诱导的加热使人乳腺癌干细胞对放疗更敏感。