抗癌

誘騙癌細胞吞下抗癌藥!最新研究找到關鍵機轉

【專家觀點】
誘騙癌細胞吞下抗癌藥!最新研究找到關鍵機轉 《自然奈米技術》期刊上發表了一篇研究論文,提出了一個非常有趣的用藥策略,那就是利用癌細胞「嗜吃」的特性,騙它們在大量吞食蛋白質營養素的時候,順帶的把黏在蛋白質上面的抗癌藥也同時吃進去。僅為情境配圖,取自shutterstock

2021年5月6日《自然奈米技術》(Nature Nanotechnology)期刊上發表了一篇研究論文,提出了一個非常有趣的用藥策略,那就是利用癌細胞「嗜吃」的特性,騙它們在大量吞食蛋白質營養素的時候,順帶的把黏在蛋白質上面的抗癌藥也同時吃進去,如此一來就可以增加進入癌細胞的藥物濃度,從而提高化學療法的有效性(Efficacy)。 

論文主要作者為美國麻薩諸塞州總醫院系統生物學中心魏斯勒德主任(Ralph Weissleder)和哈佛大學醫學院放射學系的米勒教授(Miles Miller)。由於美國每日科學網站的大篇幅報導,因此吸引了筆者的目光。 

跟筆者一樣的藥理學家們,在設計藥物的時候,都希望能把足夠數量的抗癌藥物帶入腫瘤細胞,但每次都不會那麼順利而面臨各種挑戰,這次研究人員提出克服挑戰的策略,是利用一個已經核准的抗癌藥(亞伯杉;商品名Abraxane),這個藥是抗癌藥物紫杉醇(Paclitaxel)的新劑型,其實就是把奈米級顆粒的白蛋白(Nano-Albumin)和紫杉醇黏在一起而成(有效成分的英文名稱為Nab-Paclitaxel),是目前臨床上使用最廣泛的處方奈米藥物之一。 

由於白蛋白是血液中最豐富的蛋白質,而癌細胞在不斷增殖,生出癌子癌孫的時候,對能量的需求是非常強烈的(包括葡萄糖、蛋白質等等的營養素),所以當科學家操縱癌細胞裡面的能量訊號時,讓它誤以為營養已經消耗殆盡,必須盡快補給時,腫瘤就會瘋狂的吸收我們打進血液裡面抗癌藥物上面的白蛋白,同時也就不經意地吞入了黏在上面的抗癌藥物--紫杉醇。 

亞伯杉已經美國食品和藥物管理局批准使用於治療三種實體腫瘤:轉移性乳腺癌(2005年)、局部晚期或轉移性非小細胞肺癌(2012年)和轉移性胰腺癌(2013年)。 

米勒教授對媒體提到,目前並非所有患者都對亞伯杉有反應,再加上科學界對白蛋白如何影響藥物的遞送和作用也不完全了解,所以激發了他們的這項研究興趣。 

米勒和他的同事評估了在癌症小鼠模型中,使用3D顯微鏡觀察每個單一癌細胞吸收藥物亞伯杉的情況,發現癌細胞吸收抗癌藥物的多寡,是可以通過細胞攝取營養物質的信號通路來控制的。 

因此,如果我們能夠操縱這些營養攝取的訊號途徑,我們就能使癌細胞誤以為陷入營養缺乏狀態,從而增加其對抗癌藥物的吸收。 

論文第一作者,也是放射學系的講師李冉博士舉例來說,如果抑制癌細胞《類胰島素生長因子1受體》(insulin-like growth factor 1,IGF-1R)的信號,就可以模擬葡萄糖被剝奪(能量不足),因此癌細胞就會狂吃,於是亞伯杉就會被腫瘤吸收進去得更多,進而增加擊殺癌細胞的強度。 

當然,這項結果也可以用在其他白蛋白結合的藥物(不是只有亞柏杉)上,給各種癌症患者的藥物輸送考量上,提供了一個新的方向。這項研究的經費來自於美國國家衛生研究院、美國國家癌症研究所、美國國家科學基金會,美國癌症協會,美國甲狀腺協會和甲狀腺癌倖存者協會等。 

文獻參考: 

1.R Li, TSC Ng, SJ Wang, M Prytyskach, CB Rodell, H Mikula, RH Kohler, MA Garlin, DA Lauffenburger, S Parangi, DM Dinulescu, N Bardeesy, R Weissleder, MA Miller. Therapeutically reprogrammed nutrient signalling enhances nanoparticulate albumin bound drug uptake and efficacy in KRAS-mutant cancer. Nature Nanotechnology, 2021; DOI: 10.1038/s41565-021-00897-1 

(本文作者為陽明大學醫學院藥理學研究所兼任教授)

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