一種新型奈米鐵材料可以消除癌細胞而不傷害健康組織

這項工作由俄亥俄州立大學藥學院的 Ole Taratola、Olena Taratola 和 Zhuang Wang 領導，發表在 先進功能材料。

動態化療進展

這項發現強化了化療動力療法（CDT）不斷發展的領域。這種新興的癌症治療策略利用了腫瘤內獨特的化學條件。與正常組織相比，癌細胞的酸性更強，並且含有更高水平的過氧化氫。

傳統的 CDT 利用這些腫瘤條件來刺激羥基自由基的形成，羥基自由基是由氧和氫組成的高反應性分子，含有不成對的電子。這些活性氧透過氧化作用損害細胞，從脂質、蛋白質和 DNA 等必需成分中奪走電子。

最近的 CDT 方法也成功地在腫瘤內產生單態氧。單線態氧是另一種活性氧，以其單電子自旋態命名，而不是空氣中較穩定的氧分子中的三種自旋態。

克服現有 CDT 代理的局限性

然而，Ole Taratola 表示，CDT 的現有客戶有限。 「它們有效地產生羥基自由基或單一氧，但不能同時產生兩者，並且通常缺乏足夠的催化活性來維持活性氧的大量產生。因此，臨床前研究通常僅顯示部分腫瘤消退，而不是持久的治療益處。”

為了解決這些缺點，團隊開發了一種由鐵基金屬有機框架（MOF）製成的新型 CDT 奈米劑。這種結構能夠產生羥基和單線態氧自由基，這增加了其抗癌潛力。 MOF 對多種癌細胞系表現出強大的毒性，同時對非癌細胞造成的損害最小。

小鼠腫瘤完全消退

奧琳娜·塔拉托拉（Olena Taratola）說：“當我們將我們的奈米製劑全身注射到攜帶人類乳腺癌細胞的小鼠體內時，它在腫瘤中有效積累，強烈產生活性氧，並完全消除了癌症，且沒有副作用。” “我們看到腫瘤完全消退並長期預防復發，所有這些都沒有看到任何全身毒性。”

在這些臨床前試驗中，腫瘤完全消失且沒有復發，動物也沒有表現出有害副作用的跡象。

更廣泛癌症治療的下一步

在進行人體試驗之前，研究人員計劃測試該療法對其他類型癌症（包括侵襲性胰腺癌）的治療效果，以確定該方法是否對多種腫瘤有效。

研究的其他貢獻者包括俄勒岡州研究人員 Kongprilatpam Sheetaljit Sharma、Yun Tae Joo、Vladislav Grigoriev、Constanze Reitemeyer、Ana Paula Mesquita Souza 和 Manali Parag Vaud。資金由美國國立衛生研究院國家癌症研究所和尤尼斯·甘迺迪·施賴弗國家兒童健康和人類發展研究所提供。