HZDR研究人员使用量身定制的材料追踪癌细胞

现代抗癌疗法旨在在保护健康组织的同时攻击肿瘤细胞。Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR)和FU Berlin的跨学科研究人员团队在该领域取得了重要进展：科学家们生产了专门针对癌细胞的微小纳米颗粒。他们可以直接导航到肿瘤细胞，并使用先进的成像技术将其可视化。在培养皿和动物模型中，科学家都能够有效地将纳米颗粒引导至癌细胞。下一步是将新技术与治疗方法结合起来。

HZDR研究人员首先从微小的，具有生物相容性的纳米粒子开始，这些纳米粒子由充当载体分子的所谓的树突状聚甘油制成。HZDR放射药物癌症研究所的研究员Kristof Zarschler博士解释说：“我们可以修饰这些颗粒并引入各种功能。”“例如，我们可以将抗体片段附着到特异性结合癌细胞的颗粒上。该抗体片段是我们将纳米颗粒引导到肿瘤的靶向部分。”

修饰的纳米颗粒的靶标是一种称为EGFR(表皮生长因子受体)的抗原。在某些类型的癌症中，例如乳腺癌或头颈肿瘤，该蛋白在细胞表面过度表达。HZDR纳米尺度系统小组负责人Holger Stephan博士证实：“我们能够证明我们设计的纳米颗粒优先通过这些受体与癌细胞相互作用。”“在用非特异性抗体修饰过的类似纳米颗粒的对照试验中，肿瘤细胞上积聚的纳米颗粒明显减少了。”

科学家们深入研究了纳米颗粒在细胞培养和动物模型中的行为。为此，他们为纳米颗粒提供了附加的报告子特征，正如Kristof Zarschler解释的那样：“我们使用了两种互补的可能性。除抗体外，我们还将染料分子和放射性核素连接到纳米颗粒上。染料分子在近红外光谱中发射可以穿透组织，并可以在适当的显微镜下观察到。染料因此揭示了纳米颗粒的确切位置。”放射性核素铜64可以达到类似的目的。它发出由PET扫描仪检测到的辐射(正电子发射断层扫描)。

活生物体的优良特性

使用这些成像技术，研究人员已经能够显示，在给予小鼠两天后，肿瘤组织中的纳米颗粒积累达到最大。标记的纳米颗粒随后通过肾脏被清除，而不会对身体造成负担。霍尔格·斯蒂芬(Holger Stephan)表示：“它们显然在尺寸和性能上都很理想。“较小的颗粒会在数小时内从血液中滤出，因此仅对短期产生影响。另一方面，如果颗粒太大，则会积聚在脾脏，肝脏或肺脏中，无法清除从身体通过肾脏和膀胱。”

在未来的实验中，HZDR研究人员希望测试他们是否可以修改其系统以承载其他组件。克里斯托夫·扎斯勒(Kristof Zarschler)描述了这些计划：“您可以将这些纳米粒子带入活性物质并使它们功能化，然后可以将药物直接递送至肿瘤。这可能是一种治疗性放射性核素，可以破坏肿瘤细胞。”还可以将除EGFR以外的蛋白特异的抗体片段连接起来，以靶向不同类型的癌症。

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