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研究人员开发了一种无创技术来摧毁癌细胞

由特拉维夫大学生物医学工程系的Tali Ilovitsh博士领导的国际研究小组开发了将基因传递到乳腺癌细胞中的非侵入性技术平台。该技术将超声与靶向肿瘤的微泡结合在一起。一旦激活了超声波,微气泡就会像聪明的目标弹头一样爆炸,在癌细胞的膜上形成孔,从而实现基因传递。这项研究历时两年,于6月9日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

Ilovitsh博士在斯坦福大学Katherine Ferrara教授的实验室从事博士后研究时开发了这项突破性技术。该技术利用低频超声(250 kHz)引爆微观的肿瘤靶向气泡。在体内,细胞破坏达到肿瘤细胞的80%。

微气泡是充满气体的微小气泡,直径只有血管的十分之一。在某些频率和压力下,声波会导致微气泡像气球一样起作用:它们会周期性地膨胀和收缩。该过程增加了物质从血管到周围组织的转移。我们发现,使用比以前应用的频率更低的频率,微气泡可以显着扩展,直到猛烈爆炸。我们意识到,这一发现可以用作癌症治疗的平台,并开始将微泡直接注入肿瘤中。”

Ilovitsh博士和团队的其他成员使用了在爆炸发生时附着在肿瘤细胞膜上的靶向肿瘤的微泡,并将其直接注射到小鼠模型的肿瘤中。Ilovitsh博士说:“爆炸中大约80%的肿瘤细胞被破坏,这本身就是阳性的。” “安全有效的靶向治疗能够消灭大部分肿瘤。但是,这还不够。为了防止剩余的癌细胞扩散,我们需要消灭所有的肿瘤细胞。这就是为什么我们在微泡旁边注入了一种免疫疗法基因,这种微泡起着特洛伊木马的作用,并向免疫系统发出信号,攻击癌细胞。”

基因本身不能进入癌细胞。然而,该旨在增强免疫系统的基因与微泡一起被共同注射。在最初爆炸后幸存的其余20%的癌细胞中形成了膜孔,从而使基因进入了细胞。这触发了破坏癌细胞的免疫反应。

Ilovitsh博士解释说:“爆炸摧毁了大多数癌细胞,其余的细胞则通过其膜上形成的孔消耗了免疫治疗基因。” “该基因导致细胞产生一种物质,该物质触发免疫系统攻击癌细胞。事实上,我们的小鼠的身体两侧都患有肿瘤。尽管我们只在一侧进行了治疗,但免疫系统也袭击了遥远的一侧。”

Ilovitsh博士说,将来她打算尝试将该技术用作针对与脑相关的疾病(如脑瘤)和其他神经退行性疾病(如阿尔茨海默氏病和帕金森氏病)的无创治疗方法。“血脑屏障不允许药物穿透,但是微泡可以暂时打开屏障,从而无需侵入性外科手术即可使治疗到达目标区域。”

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