快速·大量·载药·靶向丨华人学者开发的胞外膜泡制备方法或将大幅降低个性化治疗成本
近日，宾夕法尼亚州立大学研究小组在Cancer Research上发表文章，介绍了一种创造大量纳米囊泡用作廉价的药物输送系统的方法，该方法就像将细胞过个筛网一样简单。他们使用小鼠自体免疫细胞产生大量的可装载的纳米囊泡将药物递送至小鼠的肿瘤。
纳米囊泡是细胞释放在细胞间携带物质和信息的小囊泡。这些纳米囊泡是天然的递送载体，并且可用于癌症治疗的药物递送。
“目前，天然纳米囊泡可以从细胞培养上清液中收集，并且可以在囊泡中装载物质，”宾夕法尼亚州立大学生物医学工程博士后研究员Yuan Wan说。“但是，将它们用于癌症治疗存在两个问题：短时间难以生产大量的纳米囊泡，并且它们没有靶向作用。”
研究人员开发了一种方法和平台来生产大量可装载且有靶向性的纳米囊泡。
为了制造有靶向性的纳米囊泡，配体（可能是短片段蛋白质）需要附着在纳米囊泡壁上，以便识别肿瘤细胞。目前，制备靶向纳米囊泡的过程需要使用病毒将相关DNA片段插入供体细胞的基因组中，然后收集从基因修饰的细胞释放的带有配体的纳米囊泡。
通过挤压细胞大规模生产具备靶向性胞外囊泡的模式图
Yuan与生物医学工程学副教授Siyang Zheng一起开发了一种更简单、更快速的连接配体的方法。研究人员通过化学方法将脂质标记的配体连接到细胞膜上。他们在细胞通过筛子之前进行了连接，筛子将细胞膜转化为数百万个带有配体的囊泡，这些囊泡可以填充适当的药物以靶向癌症。
“推动细胞通过过滤器是生产大量纳米囊泡的工程方法，”Zheng说。
研究人员使用小鼠自体免疫细胞，并在实验室中创建了配体靶向的可装载的纳米囊泡。然后他们将这些载有药物的纳米囊泡注入小鼠中以治疗肿瘤。
Zheng说：“这种方法使我们能够在30分钟内生产具有针对不同类型肿瘤的不同配体的纳米囊泡，以满足实际需要。通过这种方法，我们还可以将不同类型的配体放在同一纳米囊泡上，我们可以让一个配体发挥靶向作用，而另一个配体则说‘不要吃我’（以此避免被机体内免疫系统清除）。”
靶向肿瘤的载有药物的EV可显著抑制肿瘤增殖（治疗后Ki67染色变弱）
Zheng指的是人体倾向于清除不属于血流的物质。如果纳米囊泡具有附着的配体，表明囊泡是自体的，那么囊泡及其药物有效载荷可能会更长时间地保持循环，使其更加成功地发现和杀死靶标癌细胞。
研究人员认为，包括干细胞、T细胞在内的多种其他细胞（免疫系统的细胞）和其他细胞类型可以被修饰并用作供体细胞用于挤压纳米囊泡。
研究文献摘要：
由许多细胞释放的细胞外纳米囊泡（extracellular nanovesicles,ENV）含有促进细胞间通讯的脂质、蛋白质和核酸。ENVs已经成为生物标志物和治疗靶点，但它们也被作为药物递送载体进行探索。然而，对于后一种应用，临床转化受到低产量和靶向作用能力不足的限制。具有所需靶向特性的ENV载体可由工程化表达膜结合靶向配体的亲本细胞产生，或者它们可通过与靶向脂质体融合产生；然而，这两种方法都没有达到临床要求。在这项研究中，我们表明，约10的7次方连有脂质配体的细胞通过机械挤压可以产生足量的癌细胞靶向的ENV，并可以在大约1小时内制备完成。这种快速经济的方法可能为未来的临床转化铺平道路。
参考资料：
http://news.psu.edu/story/509749/2018/03/12/research/extracellular-vesicles-could-be-personalized-drug-delivery-vehicles
Wan, Y., et al. (2018). "Aptamer-Conjugated Extracellular Nanovesicles for Targeted Drug Delivery." Cancer Res 78(3): 798-808.
编辑：土豆
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