用植入物征服癌症?生物工程疫苗和磁性奈米盤顯示出希望

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與其手術切除腫瘤,如果醫生可以直接在我們的體內植入新的工具來進行內部工作,那會怎麼樣?一個研究團隊已經能夠透過植入裝滿腫瘤特異性抗原的生物工程圓盤來消除小鼠的腫瘤,而另一個團隊則開發了磁化的奈米盤,以誘導癌細胞自我摧毀。 

許多癌症疫苗在動物模型中顯示出希望,但後來卻未能產生人體試驗結果。但哈佛大學的免疫學家和生物工程師團隊認為,基於植入物的方法可能是關鍵。他們設計了一種微小的聚合物圓盤,其中充滿了樹突狀細胞和專門針對腫瘤細胞的抗原。發表在11月25日線上版科學轉化醫學上的結果顯示了“將工程方法應用於免疫學的力量”,哈佛大學工程與應用科學學院的生物工程教授大衛·穆尼在一份準備好的宣告中說。


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原理與疫苗相同:促使免疫系統攻擊入侵細胞。然而,與之前測試過的注射型癌症疫苗不同,來自圓盤的細胞不太可能在完成工作之前死亡。

穆尼說,8.5毫米的可生物降解圓盤可以“插入皮膚下的任何位置,就像可以放置在女性手臂中的可植入避孕藥一樣”。“植入物啟用免疫反應,破壞腫瘤細胞。”作者報告說,當將圓盤植入患有黑色素瘤的小鼠體內時,這種治療導致“相當一部分人群”病情緩解並延長了壽命。

另一種消滅癌細胞的技巧可能在於奈米級磁鐵。之前的研究已經調查了使用磁場透過熱療殺死癌細胞的方法,但它們需要比新方法更多的能量,並且被證明有一些危險的副作用。

11月29日發表在自然·材料雜誌上的一項新研究報告稱,這種想法的縮小版在解決腫瘤方面顯示出希望。論文作者寫道:“奈米磁性材料為探索細胞力學和……推進癌症治療提供了令人興奮的途徑。”使用由鐵和鎳製成的奈米盤(約60奈米厚),伊利諾伊州阿貢國家實驗室和芝加哥大學普利茲克醫學院的研究人員在磁性合金中建立了一個所謂的“磁渦旋”,其中磁荷以同心圓排列。作者在論文中指出:“磁性材料與生物分子和治療劑的結合創造了具有先進效能的混合材料。” 

透過引入交變磁場,研究人員使圓盤振盪,從而破壞了實驗室中癌細胞的膜,導致細胞死亡。研究人員只需要“幾十赫茲的頻率,只需應用10分鐘”即可“在體外實現癌細胞的破壞”,他們寫道。他們的方法既不依賴熱量,也不依賴機械衝擊,而是依賴於透過離子電訊號“觸發程式性細胞死亡途徑”的振盪,作者解釋說。因此,“完成細胞死亡所需的總能量是微小的。”

然而,當這些創新的植入技術正在實驗室中進行測試時,癌症仍然是美國主要的死亡原因之一(僅次於心臟病),去年造成超過50萬人死亡。

聚合物基質的影像(旁邊是十分硬幣以進行尺寸比較),由InCytu, Inc.提供。

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