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黑色纳米粒子减缓肿瘤的生长

深色皮肤色素黑色素通过吸收光能并将其转化为热能来保护我们免受太阳的破坏性射线。这可以使其成为肿瘤诊断和治疗中非常有效的工具。科学家设法制造了负载黑色素的细胞膜衍生纳米粒子,这种纳米粒子改善了动物模型中的肿瘤成像,同时也减缓了肿瘤的生长。

黑色纳米粒子减缓肿瘤的生长

深色皮肤色素黑色素通过吸收光能并将其转化为热能来保护我们免受太阳的破坏性射线。慕尼黑技术大学(TUM)和HelmholtzZentrumMünchen的团队证明,这可以使其成为肿瘤诊断和治疗中非常有效的工具。科学家设法制造了负载黑色素的细胞膜衍生的纳米粒子,这种纳米粒子改善了动物模型中的肿瘤成像,同时也减缓了肿瘤的生长。

纳米粒子被认为是对抗肿瘤的有前途的武器,因为肿瘤组织比健康细胞更容易吸收它们,因为它们的血管系统更具渗透性。外膜囊泡(OMV)提供了一个很好的例子,它基本上是被细菌膜包围的小气泡。这些20至200纳米的颗粒是令人感兴趣的,因为它们是生物相容的,可生物降解的,并且即使在大量的情况下也可以容易且廉价地在细菌中生产。一旦装载药用活性剂,它们易于给药。

纳米粒子携带黑色货物

TUM的生物成像教授Vasilis Ntziachristos及其团队已经证明了OMV在肿瘤诊断和治疗方面的巨大潜力。他们的工作建立在OMV和黑色素的特性上。

该研究的第一作者Vipul Gujrati博士解释了这一原则:“即使在红外光谱中,黑色素也很容易吸收光。我们在光声成像技术中使用这种光进行肿瘤诊断。它同时将这种吸收的能量转化为然后放出热量。热量也是对抗肿瘤的一种方式 - 其他研究人员目前正在临床试验中探索这种方法。“

光声学是一种由Ntziachristos大力推进的方法,它结合了光学成像和超声技术的优点。微弱的激光脉冲轻轻加热组织,使其短暂地轻微扩张。当组织冷却时,组织再次收缩时产生超声信号。测量的信号根据组织类型而变化。科学家用特殊探测器记录它们并将它们“翻译”成三维图像。传感器分子或探针(例如OMV)可以进一步提高该技术的特异性和准确性。

热量积聚可减少肿瘤生长

科学家最初必须克服黑色素特有的问题:它不是非常水溶性的,因此难以给药。这是OMV发挥作用的地方。研究人员以这样的方式设计细菌,即它们产生黑色素并将其储存在膜衍生的纳米颗粒中。然后他们测试了在其下背部区域有肿瘤的小鼠中的黑色纳米颗粒。将颗粒直接注射到肿瘤中,其作为光声过程的一部分用红外激光脉冲激发。

OMV被证明是适合这种诊断技术的传感器探头,因为它们可以提供清晰,高对比度的肿瘤图像。它们也非常适合光热治疗方法,其中肿瘤组织用更强的激光脉冲加热以杀死癌细胞。纳米颗粒中的黑色素导致肿瘤组织的温度从37℃升高至56℃。没有黑色素的对照肿瘤仅达到39℃的最高温度。在治疗后的十天内,肿瘤的生长速度显着低于没有接受黑色素OMV的对照组。这种热效应通过颗粒的另一种积极作用而被放大:通过在肿瘤组织中引起轻微的非特异性炎症,免疫系统被触发攻击肿瘤。

“我们的黑色素纳米粒子适用于治疗诊断学的新医学领域 - 治疗和诊断相结合。这使得它们成为临床实践中非常有趣的选择,”Ntziachristos说。科学家们现在将进一步开发他们的OMV,以便将来用于临床。

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