由于肿瘤组织中存在着高渗透压、密集细胞外基质等病理微环境，纳米药物在其内部的被动扩散受到严重阻碍，导致最终癌症治疗效果差。要将纳米药物静脉输送到体内的肿瘤细胞中，必须克服一系列级联生物障碍，例如血液循环清除，肿瘤聚集受限，穿透肿瘤实质，细胞内化，细胞内药物释放等。目前，对肿瘤组织和远离血管的肿瘤细胞的深入渗透仍然是一个亟需解决的问题。近日，华南理工大学王均、杨显珠教授等团队在《Advanced Functional Materials》在线发表了一篇题为“Magnetically Actuated Active Deep Tumor Penetration of Deformable Large Nanocarriers for Enhanced Cancer Therapy”的文章，该研究设计了一种在磁驱动下的可变形纳米载体，可通过主动渗透至深层肿瘤组织来增强癌症治疗效果。
参考资料：[1] Yueqiang Zhu, et al. Magnetically Actuated Active Deep Tumor Penetration of Deformable Large Nanocarriers for Enhanced Cancer Therapy. Advanced Functional Materials. 2021. DOI : 10.1002/adfm.202103655.
AFM | 钻进深层肿瘤中！可变形纳米载体借助磁驱动实现肿瘤主动渗透
发布时间：2021-06-29 17:23 文章来源：未知 作者：百替生物
研究人员通过纳米沉淀法，将疏水性的FN和DOX成功负载到DA修饰的TAT功能化聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物 (DATAT-PEG-b-PLA) 形成的纳米颗粒DAT-PPED&F (180 nm)。原子力学显微镜分析表明，由PHEP (Tg = -79.3℃)组成柔性内核的DAT-PPED&F纳米颗粒相比于PLA (Tg = 44.2℃)组成刚性内核的DAT-PLA纳米颗粒具有更低的杨氏模量。进一步的小孔径滤膜 (100，80，50 nm) 挤压过滤实验证实，在外力作用下，DAT-PPEF纳米颗粒具有较高的透过率，而DAT-PLAF纳米颗粒几乎不能透过孔径小于自身尺寸的滤膜；且DAT-PPEF纳米颗粒在穿透小孔径滤膜后粒径与形貌均无明显变化。上述结果表明柔性内核的DAT-PPEF纳米颗粒在外力作用下具有变形特性，从而能够穿过孔径小于自身尺寸的滤膜。
柔性内核的纳米颗粒DAT-PPED&F具有优异的变形能力，基于此我们进一步探究了其在磁驱动下的肿瘤渗透。肿瘤组织的3D成像表明，可变形纳米颗粒在磁驱动下能够较均一的分布在整个肿瘤组织内部，展现出良好的深层肿瘤渗透效果；而刚性内核的DAT-PPEDiD&F纳米颗粒在磁驱动下仍然仅分布在肿瘤血管周围。这可能是因为PPE基纳米颗粒的可变形性确保了它们在磁力主动驱动过程中能够更好地穿过肿瘤组织，相比之下，基于刚性PLA的纳米颗粒无法渗透到深层肿瘤组织。
由于深层肿瘤组织中具有更低得pH环境，因此在磁驱动下渗透至深层肿瘤组织的DAT-PPED&F能够更快地激活被屏蔽的TAT肽，从而增加肿瘤细胞对纳米颗粒的摄取。GFP表达的MDA-MB-231模型(MDA-MB-231/GFP)结果表明，相比于STT-PPED&F/M组与DAT-PPED&F/M组，可变形纳米颗粒DAT-PPED&F在磁驱动下能够显著增加肿瘤细胞中DOX的含量，并提高其在肿瘤组织中的累积。
这种磁驱动的可变形纳米颗粒成功地解决了纳米载体递送过程中从血管渗透到肿瘤组织深层中的多重障碍。此外，这种可变形的DAT-PPED&F纳米颗粒可以作为各种疏水性抗肿瘤药物 (如紫杉醇) 的有效和通用载体，并为其在致密的肿瘤组织中的主动深层渗透提供新的可能。