感应 pH 值、温度来投放药物!水凝胶抗癌潜力大!

0

不少癌症疗法源自于细菌与病毒,但由于它们在进入人体后容易快速降解或失去活性,所以选择合适的传递方式相当重要;其中,一种高分子聚合物水凝胶(hydrogel)因为有 3D 结构、含有大量水份且可对外界刺激物产生反应,所以近年来受到科学家关注,成为传递抗癌药物的潜在载体。

水凝胶的应用挑战?

水凝胶能对环境的 pH 值或温度产生反应,所以只要模拟肿瘤微环境的情形,就可精准控制药物释放的时机与位点。然而,要同时对多种外界刺激做出反应,再兼顾降解功能十分困难,所以水凝胶仍只能对单一要素仅行反应,使其在癌症治疗上有所侷限。

日前,由东京理科大学教授 Akihiko Kikuchi 所带领的团队发表研究指出,透过组合乙二醇(ethylene glycol)、二氧化丙烯醚(diglycidyl ether)与胱胺(cystamine),成功开发出能对肿瘤微环境多项因素进行反应与降解的水凝胶。这不仅能让医生精准下药,也可作为肿瘤切除手术后清理残留癌细胞的工具,该物质也能快速代谢出人体,推动癌症精准医学的进程。相关研究刊登于《Journal of Controlled Release》。

新型水凝胶的 5 大特色

新型水凝胶的特性大约有 5 点。首先,肿瘤微环境因糖解作用(glycolysis),其 pH 值莫约 5.5 至 6.5 之间,而新型水凝胶因拥有三级结构的胺基酸,所以可对特定 pH 值做出反应;再来,它也具备低温膨胀,感应到体温时缩小的特性。第三,水凝胶会因双硫键(disulfide bonds)破裂,变成分子重量的水溶性寡聚物(water-soluble oligomer),所以更容易排泄出人体,较不会残留。

第四,研究团队在进行功效检测时也发现,水凝胶的药物载量可借由调整温度改变聚合物网络(polymer network)来个人化,而静电交互作用(electrostatic interaction)与结构也可确保药物在传递过程中不受水凝胶膨胀、缩小干扰。最后,水凝胶释放药物的时机只会在接近符合肿瘤微环境的状态时,可做到氧化还原反应(redox responsive),所以能达到精准投药。

临床应用潜力大

该水凝胶将能提供医生一种个人化药物传递的新方式,正如 Kikuchi 教授所说的:“水凝胶也可望在肿瘤切除手术后在特定位置消灭残留癌细胞,使其成为更强大的治疗工具”。

延伸阅读:改造巨噬细胞来抗癌! CAR-M 的机遇及挑战

参考资料:
1. Journal of Controlled Release, 2021; 331: 1 DOI: 10.1016/j.jconrel.2021.01.011
2. https://www.tus.ac.jp/en/mediarelations/archive/20210406_1912.html

©www.geneonline.news. All rights reserved. 基因线上版权所有 未经授权不得转载。合作请联系:service@geneonlineasia.com

一指订阅
接轨全球生技医疗

周周接收编辑精选文章
为你掌握全球生医趋势

订阅电子报,接轨全球生技医疗