多形性胶质母细胞瘤是一种脑肿瘤，是最难治疗的癌症之一。只有少数药物被批准用于治疗胶质母细胞瘤，诊断患有该疾病的患者的预期寿命中位数不到15个月。

麻省理工学院的研究人员现在设计了一种新的药物递送纳米粒子，可以提供更好的治疗胶质母细胞瘤的方法。携带两种不同药物的颗粒经过设计，可以轻松穿过血脑屏障，直接与肿瘤细胞结合。一种药物会破坏肿瘤细胞的DNA，而另一种药物会干扰通常用于修复此类损伤的系统细胞。

在一项对老鼠的研究中，研究人员表明，这些颗粒可以缩小肿瘤并防止它们再生长。

“这里独一无二的是，我们不仅能够利用这种机制跨越血脑屏障并非常有效地靶向肿瘤，我们正在利用它来提供这种独特的药物组合，”Paula Hammond，David H. Koch说。工程学教授，麻省理工学院化学工程系主任，麻省理工学院科赫综合癌症研究所成员。

哈蒙德和斯科特弗洛伊德，前科赫研究所临床研究员，现任杜克大学医学院放射肿瘤学副教授，该论文的高级作者，出现在自然通讯。该论文的第一作者是科赫研究所研究科学家弗雷德林。

针对大脑

本研究中使用的纳米粒子基于最初由哈蒙德和前麻省理工学院研究生斯蒂芬莫顿设计的粒子，他也是新论文的作者。这些称为脂质体的球形液滴可以在其核心中携带一种药物，在其脂肪外壳中携带另一种药物。

为了使粒子适应治疗脑肿瘤，研究人员必须想出一种方法让它们穿过血脑屏障，将大脑与循环血液分开，防止大分子进入大脑。

研究人员发现，如果他们用称为转铁蛋白的蛋白质包裹脂质体，那么这些颗粒就可以毫不费力地穿过血脑屏障。此外，转铁蛋白还与肿瘤细胞表面的蛋白质结合，使颗粒直接在肿瘤部位积聚，同时避免健康的脑细胞。

这种有针对性的方法允许递送大剂量的化疗药物，如果注射到全身，可能会产生不良副作用。替莫唑胺通常是第一种给予胶质母细胞瘤患者的化疗药物，可引起瘀伤，恶心和虚弱等副作用。

基于Floyd和Yaffe之前关于肿瘤DNA损伤反应的研究，研究人员将替莫唑胺包装到脂质体的内核中，并在外壳中嵌入了一种名为溴结构域抑制剂的实验药物。据信溴结构域抑制剂会干扰细胞修复DNA损伤的能力。通过将这两种药物结合起来，研究人员创造了一个双击，首先破坏了肿瘤细胞的DNA修复机制，然后在它们的防御力下降的同时对细胞的DNA发动攻击。

研究人员测试了胶质母细胞瘤肿瘤小鼠的纳米颗粒，结果表明，纳米粒子到达肿瘤部位后，颗粒外层降解，释放出溴结构域抑制剂JQ-1。大约24小时后，替莫唑胺从颗粒核中释放出来。

研究人员的实验表明，涂有转铁蛋白的药物递送纳米粒子在缩小肿瘤方面比无涂层纳米粒子或替莫唑胺和JQ-1自身注射到血液中更有效。用转铁蛋白包被的纳米颗粒处理的小鼠存活两倍于接受其他处理的小鼠。

“这是另一个例子，其中纳米粒子递送与涉及DNA损伤反应的药物的组合可以成功地用于治疗癌症，”David Yah，David H. Koch科学教授和科赫研究所成员说，也是该论文的作者。