科學家利用細菌的趨磁性攜帶藥物並摧毀腫瘤

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癌症,這個人人聞之喪膽的疾病,在現代社會中顯得越來越常見。我們的身體是由無數的細胞所組成的,而又稱為惡性腫瘤的癌症,指的是細胞不正常增生。腫瘤之所以難以治療,是因為癌細胞生長的方式,與一般的細胞完全不同,而癌細胞內部與外部的治療方式也不同。由於癌細胞內部含氧量低,其新陳代謝與腫瘤外部快速擴增的細胞有天壤之別。

以細菌的趨磁性直達腫瘤中心

正因此,蒙特婁大學和麥吉爾理工大學的研究人員,近日在癌症研究方面取得驚人的突破,這項發Nature Nanotechnology期刊上名為 “Magneto-aerotactic bacteria delivery drug-containing nanoliposomes to tumor hypoxic regions” 的研究,指出一種細菌,能透過血液導航攜帶新型的奈米輔助劑,成功讓55%的細菌穿過腫瘤低氧區域,精確地施用藥物。研究員使用的細菌,是一種稱為 MC-1 的趨磁細菌。他們在細菌上裝載了抗癌藥,並將其注射入 20 隻小鼠的腫瘤附近,然後利用磁場引導細菌將這些藥物送往腫瘤中心地帶。

這種以趨磁細菌注射藥物的方式,能比目前標靶藥物更有效地對付腫瘤細胞。如這療法成功通過臨床測試,以後病人將不必接受手術移除腫瘤,除了避免危及器官和周圍健康組織的完整性,更可削減對人體健康區域可能造成傷害的化療使用劑量,從顯著減少化療可怕的副作用。

研究負責人、蒙特利爾理工的 Sylvain Marte解釋:「該研究利用超過一億個具備自行推進能力的鞭毛細菌,令其裝載抗癌藥物,並將其注射入 20 隻實驗老鼠的結腸直腸腫瘤附近,接著利用磁場直引載滿藥物的細菌直接前往腫瘤的中心地帶」研究人員首先運用一個較弱的磁場指引載藥細菌前往腫瘤。當趨磁細菌進入腫瘤內部時,在離缺氧區較近的地方,研究人員就關閉磁場,讓細菌能利用他們內在的含氧量感應前往腫瘤的低氧區。而低氧區對大多數療法都有抗性,這個缺氧趨勢由於迅速增殖的腫瘤癌細胞大量消耗氧氣所產生的。因此,當趨氧菌進入腫瘤時,奈米藥劑可以自行檢測貧氧的腫瘤區域,直達 0.5% 含氧量的腫瘤中心。

攜帶羅盤的細菌

為了通過微小的路徑和複雜的生理環境,Martel教授團隊使用的細菌依賴於兩個自然系統。藉由攜帶系列的奈米粒子,而允許細菌在研究人員所規定的磁場方向上移動,而測量氧濃度的感應器,能使其直達並保留在腫瘤的活動區域。藉由這兩種系統Martel教授補充說:“這種創新使用奈米傳遞體的方式,解決了目前所有治療腫瘤藥物都面對的一個問題,亦即如何將要物有效的送達需要治療的地方,要知道化療對人體傷害極大,所以這種趨磁細菌的前景可觀。如我們能利用這種天然的奈米士兵,將藥物運送到標靶目標,這將可在降低副作用的同時提高治療效果。」

這項研究目前只經過小鼠測試,距離臨床測試還有一段很長的路。而且對任何體積太小或難以發現的繼發性腫瘤都無法作為標靶目標。不過,對任何受癌症之苦病人來說,這個新療法無疑是他們的的一絲希望。

資料來源
Legions of nanorobots target cancerous tumors with precision

 

作者

江 盛之

擅長觀察生技及醫療時事,並關心國際間最新醫療科技動態與發展,運用淺顯易懂的說明方式,讓讀者快速閱讀並理解。

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