想要对人体施用适量有毒物质以杀死肿瘤,同时保证不损害其他部位,这必须跳出一贯的思维模式。
最近,科学家发现了一种新的给药方式:他们将精子细胞包裹在铁盔中,然后通过磁场效应将这些细胞引导到目标处,这样,药物就能够达到罹患癌症的妇女生殖系统中。
来自综合纳米科学研究所和德国开姆尼斯大学的研究人员找到了一种调节阴道、宫颈、子宫和输卵管的不良环境的方法,从而治疗妇科癌症、子宫内膜异位症和盆腔炎性疾病。
癌症治疗中所面临的主要挑战之一是有效地将药物输送到正确部位,而不毁坏任何健康细胞。
将药物包裹于小型气泡(如脂质体——微血管中的小型气泡)中,这增加了药物的可溶性,保护人体在药物输送过程中免受毒性伤害。
遗憾的是,研究人员还需要解决一系列问题,例如,药物在体内传播和进入目标细胞的过程中可能会被稀释。
但自然界却为这一难题提供了解决方案——由于一种“机动”的鞭状体的存在,当细胞嗅到化学热点区域的味道,它们会自动朝着特定方向移动。
图片来源:Xu, Medina-Sánchez, etal
因此,不论是在寻找一个化学标记目标的过程中,抑或是当处于某种外部控制下时,很多种细菌都适合在身体内开辟航道。但不幸的是,细菌在完成他们的使命之前,就已经被我们的免疫系统贪婪地吞噬了。
考虑到女性生殖道的内部环境,精子能提供更好的解决方案。
不仅精子本身能在这样的坏境下完成导航,精子细胞膜还是一种包装药物的完美容器,它们能避免药物因为体内的酶发生稀释、免疫反应和分解。
由于精子非常适合在受孕过程中与卵子结合,精子的细胞膜也为将药物送入目标组织的细胞内提供了非常方便的路径。
为了测试自己的想法,研究人员将牛的精子细胞浸泡在了一种名叫阿霉素的化疗药中,这种化疗药能阻止癌细胞建立大型的蛋白质分子,因此被广泛应用在妇科癌症的治疗上。而成熟的精子细胞将不受这种化疗药副作用的影响。
为了促使精子细胞向正确的方向移动,研究团队使用一种名叫毫微光刻的3D打印技术,创建了一个微型的套子,并在套子表面镀上了一层铁。
这种镀铁的小套会对磁场有所反应,因此能引导精子像跑马拉松一样游弋到特定的方向。
精子导航套的前部装有四个可以随意弯曲的灵活的小臂膀。当臂膀撞击到细胞时,它们就会把精子就会从导航套中释放出来。
精子这时成功充当了药物走私者的角色,携带着阿霉素进入了细胞质中。研究人员做了一系列试验测试精子的能动性、引导性和其将药物运送到实验室培养的癌细胞HeLa中的能力。
虽然,带着导航套的精子移动的速度减缓了将近50%, 但化疗药物对精子游走的距离产生的影响极小,带着导航套的精子还是能根据命令行动,并将药物输送到癌细胞内部。至少,在有盖培养皿中的情形是这样的。
本研究已发表于arXiv.org网站上,该网站开放给其他对此项研究感兴趣的研究人员,他们可以在该研究进入同行评审阶段前进行讨论。
2012年,全世界有26.6万女性死于宫颈癌,而这仅仅占据患癌女性人数的7.5%。
“虽然,在将精子输送法运用到人体环境之前,我们还要面临许多困难和挑战(例如,面对成像、合成部分生物降解、多次精子搭载和递送以及提高对精子释放过程的控制力等问题), 我们的愿景是将这种精子混合系统应用到癌症诊断和治疗的第一线”。 研究人员这样总结道。
虽然,为了确认这种给药方式的确切有效性,研究人员还有大量的工作要做,废弃的导航套会不会带来副作用目前也是未知数,但对于成千上万名每年被确诊患有妇科癌症的女病患而言,这项能拯救她们生命的新成果已经迈出了令人激动的第一步。
蝌蚪五线谱编译自sciencealert,译者 晴空飞燕,转载须授权