▎药明康德内容团队编辑
对许多研发癌症疗法的科学家来说，纳米颗粒药物是能给癌症治疗带来突破进展的候选之一。纳米颗粒的优势就在于它的精准性，理论上它们能够直接靶向肿瘤细胞发挥作用。
因此在搭载药物的情况下，纳米颗粒可以专门进入癌细胞发挥作用，不伤及其他正常组织。由此衍生的纳米医学也被认为能够减少化疗带来的系统性毒性，提升患者的生活质量。
当然，目前只有少数基于纳米颗粒的抗癌药物得到了FDA批准，原因在于理论和现实仍有差距，很多研究的纳米颗粒递送至靶标细胞的效率仍然不高。
图片来源：123RF
纳米颗粒可能受阻的因素实在太多，从大小、形状、表面特性等都需要考虑在内，更棘手的是细胞内部吸收信号也可能成为将纳米颗粒挡在大门外的原因。想要推动纳米医学的长远发展，前提是必须理解这些因素的相互作用。
最近，哈佛医学院和麻省理工学院（MIT）合作解决了纳米颗粒研发的难关，他们借助一个创新的癌细胞研究平台，对35种不同类型的纳米颗粒与约500种癌细胞的相互作用进行了分析，揭示了癌细胞在吸收不同纳米颗粒时的生物学特征。
这一发现可以极大推动研究者开发针对特定类型癌细胞的纳米颗粒，或者根据癌细胞来设计吸收率最佳的纳米颗粒。相关论文已经发表在《科学》杂志上。
来自MIT的Paula Hammond教授团队曾研发过几种纳米颗粒，她在测试中就发现即使是同一种纳米颗粒，不同的癌细胞却有着不同的反应。
她和同事推测，癌细胞的不同生物学性质决定了反应的差异性。为了更大规模地测试这种理论，他们找到了博德研究所的PRISM平台开展实验，PRISM可以快速地帮助在数百种癌细胞种类中筛选药物。
▲PRISM平台可以帮助筛选纳米颗粒与癌细胞间的相互作用（图片来源：参考资料[3]）
在他们的实验中，将测试对象从药物替换成了纳米颗粒。整个实验用到的488种癌细胞系分别来自22个不同组织。每种细胞带有特定的DNA标记，可以帮助研究者在筛选后分辨癌细胞种类。
测试中的35种纳米颗粒，根据不同类别，颗粒核心包含的可能是脂质体，也可能是多聚体聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）或者聚苯乙烯。除此之外，颗粒的外层也会搭配不同的材料。
每一次测试，会在数百种癌细胞中放置一类纳米颗粒，随后在实验开始4小时和24小时后根据荧光标记量来分离细胞，并检测纳米颗粒的亲和性。
总体来看，纳米颗粒的核心是决定细胞吸收效率的基本条件。这一点与过去很多年的理解完全不一样，因为纳米颗粒的表面会最先与细胞接触，大家曾认为表面材料会影响细胞的吸收过程。
▲不同癌细胞的生物学特征决定了纳米颗粒的吸收程度（图片来源：参考资料[2]）
但新研究看到的是，纳米颗粒的刚度、变形能力才是决定吸收过程的因素，而这些条件都是由核心组成决定的，而不是外层材料。
除此之外，细胞间的基因表达差异也决定了纳米颗粒的吸收效率，一些相关基因包括溶质载体或者ATP结合盒家族，这些都与细胞转运功能有关。
另外还有一个之前从未研究的蛋白SLC46A3也表现出了强大的调控能力，PRISM的筛选结果显示，细胞SLC46A3的水平越高，脂质纳米颗粒的吸收就越弱。研究团队在黑色素瘤小鼠模型中确认了这一联系。
这一标志物特点，在未来很可能可以帮助医生提前预测患者对纳米颗粒疗法的敏感程度。另外，研究者也可以通过提前调节肿瘤细胞SLC46A3的表达水平，来提升纳米颗粒的吸收程度。
“这些有用的标志物早就存在，只是我们之前没有筛选出来，” 研究主要作者之一Natalie Boehnke博士表示，“新研究或许能成为纳米颗粒系统领域寻找特定特征的开端。”
参考资料：
[1] How different cancer cells respond to drug-delivering nanoparticles. Retrieved July 21, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/959222?
[2] One step closer to cancer nanomedicine. Science (2022). DOI: 10.1126/science.add3666
[3] Massively parallel pooled screening reveals genomic determinants of nanoparticle delivery. Science (2022). DOI: 10.1126/science.abm5551
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