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改造的精子可携带药物,用于治疗妇科癌症 | 前沿

知识分子2018-11-16 10:38:53

 

► 基于精子微型电动机的癌症治疗药物运载系统示意图


撰文 | 冯    枭

责编 | 叶水送



  



在现实社会中,快递公司往往会通过专业的快递员与物流网络,高效且准确地将货物运送到指定地点。在癌症的治疗过程中,如何将抗癌药物精准地运送到癌细胞中且不伤害正常的细胞是一个重要的问题。人体内是否有这样的“快递员”和“物流网络”呢?答案是肯定的。


在早前的研究与试验中,科学家利用红细胞与循环系统,在人体内精准运送药物,实现对疾病的靶向治疗。近日,德国科学家受到精子特异性识别卵细胞的启发,设计了一种新型的药物运载系统,利用精子将药物运送到妇科癌症的癌细胞中,相关的研究于今年3月在arXiv预印本服务器上发表。


妇科癌症与妇科疾病往往困扰着大量女性,每年美国约有10万名女性被诊断患有妇科癌症,全世界更是数量巨大,它们严重地威胁着广大女性的健康。而此新方法主要针对女性生殖系统疾病,包括妇科癌症、子宫内膜异位症以及盆腔炎等疾病。

 

► 磁体引导精子微型电动机定向运动


首先,研究人员将精子置于活性药物的成份之中,使该活性药物的含量在精子细胞中大大增加。然后,他们在精子头部安加装上一种极小的、用激光打印的、并含铁的微型结构,同时该结构为改造后的精子提供了快速释放机制,使之成为一个携带大量癌症治疗药物的微型电动机(micromotor)。之后,通过磁体牵引,将精子微型电动机引导至正在生长的肿瘤细胞附近。当精子微型电动机接触到肿瘤组织时,精子头部的微型结构便会从精子上脱离,从而保证大量的精子涌向组织,进入癌细胞。

 

► 药物运载系统靶向海拉细胞


为了测试与评估这一新型运载系统,研究人员利用公牛的精子携带其容易吸收的癌症化疗药物阿霉素(Doxorubicin,一种对癌细胞具有强烈作用但对精子细胞几乎没有影响的药物),引导其靶向由海拉细胞(一种子宫颈癌细胞的细胞系)与海拉球状体组成的癌症模型。虽然头部的微型结构使得精子的运动速度降低了43%,但这并没有影响其作用于癌组织和癌细胞。体外实验表明,基于精子微型电动机的妇科癌症治疗药物运载系统,具有一定的功效。


但我们也不能忽视该实验的对象与场所——公牛精子不同于人类精子,实验环境也并非是人类身体。同时我们也应该思考其造成意外怀孕的可能,精子的数目,携带药物的种类、剂量,精子头部微型结构的自降解机制以及伦理与临床应用等问题。


尽管这一新型系统的设计与临床应用尚未成熟,但基于精子微型电动机的妇科癌症药物运载系统的优势也应当被认可。它可特异性识别卵细胞,保证药物靶向的精准性,不损伤其他正常细胞;它不会引起自身免疫反应,也不会造成其他不适或病症,而以细菌或病毒为载体的靶向系统往往会有这样的问题;防止药物在运送过程中被稀释和降解,保证治疗效果。


研究人员希望,在不久的将来可将该系统推向临床应用,我们也期待更多科学家对其予以关注与改进,为这一新型药物运载系统带来新的春天,更为妇科癌症患者带去福音。


参考文献


[1] https://arxiv.org/abs/1703.08510

[2] http://www.sciencemag.org/news/sifter/iron-coated-sperm-micromotors-attack-gynecological-cancer

[3] https://www.technologyreview.com/s/604112/sperm-loaded-with-drugs-could-target-gynecological-cancers/


注:本文图片皆来自arxiv.org


制版编辑:叶水送


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