Science子刊：利用携带麻醉剂的脂质纳米颗粒靶向肿瘤微环境中的神经元可减少乳腺癌进展和转移

在一项新的研究中，以色列理工学院沃尔夫森化学工程学院的Avi Schroeder教授和博士生Maya Kaduri及其团队开发出一种基于靶向神经系统的镇痛脂质纳米颗粒（analgesic nanoparticle，具有镇痛作用的脂质纳米颗粒）的治疗乳腺癌的创新方法。相关研究结果发表在2021年10月6日的Science Advances期刊上，论文标题为“Targeting neurons in the tumor microenvironment with bupivacaine nanoparticles reduces breast cancer progression and metastases”。

乳腺癌是女性最常见的癌症之一，尽管在诊断和治疗方面取得了突破性进展，但以色列每年仍有约一千名女性死于该疾病。其中约15%的人年龄在50岁以下。在世界范围内，每年约有685000名女性死于乳腺癌。

Schroeder教授在开发创新的癌症治疗方法方面有多年的经验，包括乳腺癌，特别是三阴性乳腺癌---一种以快速细胞分裂为特征的侵袭性癌症，转移的风险较高。他的实验室开发的技术包括将药物分子封装在脂质纳米颗粒中的新方法，这样脂质纳米颗粒可以将药物运送到肿瘤中并在里面释放，而不损害健康组织。

这些作者发现，癌细胞与它们周围的神经细胞有一种相互的关系：癌细胞刺激神经细胞渗透到肿瘤中，而这种渗透又刺激癌细胞增殖、生长和迁移。换句话说，癌细胞招募神经细胞来达到它们自身的目的。

基于这些发现，这些作者开发了一种通过神经细胞靶向肿瘤的治疗方法。这种治疗方法是基于将装载麻醉剂布比卡因（bupivacaine）的脂质纳米颗粒注入血液中。这些脂质纳米颗粒通过血液流向肿瘤，在癌组织中的神经细胞周围聚集，并麻痹局部神经以及神经细胞和癌细胞之间的交流。其结果就是显著抑制了肿瘤的产生和它们向肺部、大脑和骨髓转移。

这些脂质纳米颗粒模拟了细胞膜，并经过聚乙二醇化修饰，使其不受免疫系统的影响，并能在血液中长时间循环。每个这样的脂质纳米颗粒，其直径约为100纳米，含有布比卡因。

Kaduri说，“我们知道如何制造出所需的确切尺寸的脂质纳米颗粒，这一点至关重要，因为这是渗透到肿瘤中的关键。肿瘤会刺激其周围新血管的形成增加，从而获得氧气和营养物，但这些血管的结构被破坏，并含有纳米大小的孔，从而使得脂质纳米颗粒能够渗透。癌组织的特点是淋巴引流不良，这进一步增加了脂质纳米颗粒在癌组织中的积累。因此，我们开发的麻醉脂质纳米颗粒（anesthetizing nanoparticle，含有麻醉剂布比卡因的脂质纳米颗粒，亦即前面提及的镇痛脂质纳米颗粒）在血液中移动而不渗透到健康组织中。只有当它们到达肿瘤的受损血管时，它们才会漏出，积聚在癌组织中的神经细胞周围，并使神经细胞与癌细胞断开连接。事实上，这是一种非常集中和精确的治疗方法，使我们能够将大量的麻醉剂注入体内，因为我们不必担心它会损害神经系统的健康和重要区域。”

在对癌症细胞培养物的实验和对小鼠的治疗中，这种新技术不仅抑制了肿瘤生成，而且还抑制了肿瘤转移。这些作者估计这些发现可能与人类乳腺癌的治疗有关。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Maya Kaduri et al. Targeting neurons in the tumor microenvironment with bupivacaine nanoparticles reduces breast cancer progression and metastases. Science Advances， 2021， doi：10.1126/sciadv.abj5435.