由弗吉尼亚大学（UVA）的罗杰·阿布纳德尔医学博士、哲学博士领导的研究团队识别出被称为“微小RNA（microRNAs）”的微小遗传分子，这些分子可以干扰多个负责胶质母细胞瘤发展和生长的基因。为了将这些分子递送到大脑中，研究人员将特制纳米颗粒、聚焦超声和微泡技术相结合。这些技术共同提供了一种暂时穿越大脑保护屏障的方法，该屏障通常会阻止许多治疗方法到达脑肿瘤和其他神经系统疾病部位。
“这种新方法可以同时帮助靶向多种促进癌症生长的分子，包括那些尚无药物可用的分子，从而实现更好的治疗效果，”阿布纳德尔说。他是弗吉尼亚大学医学院微生物学、免疫学与癌症生物学系的教授，同时隶属于该校综合癌症中心以及RNA科学与医学中心。“我们希望将我们的发现转化为未来针对胶质母细胞瘤和其他脑肿瘤患者的临床试验。”
为什么胶质母细胞瘤如此难以治疗
胶质母细胞瘤是成年人中最常见的恶性脑肿瘤，也是最具侵袭性的癌症类型之一。它每年在美国夺去超过13,000人的生命。它之所以如此难以治疗，原因之一是癌细胞会扩散到周围的健康脑组织中，使得外科医生几乎不可能切除整个肿瘤。
另一个主要挑战是大脑天然的“血脑屏障”。这一保护系统有助于保护大脑免受有害物质的侵害，包括毒素和传染性病原体。不幸的是，它也阻挡了许多本可用于攻击脑癌的药物。
目前的治疗通常始于手术，尽可能多地切除肿瘤。随后患者接受放射治疗和化学治疗，以帮助控制残留的癌症并延长生存期。尽管有这些努力，胶质母细胞瘤仍然极其难以控制。
弗吉尼亚大学的研究人员正在采取一种不同的策略。他们不再依赖靶向单一癌症相关过程的药物，而是使用微小RNA——能够同时抑制多个问题基因活性的小片段遗传物质。
通过破坏多个帮助胶质母细胞瘤生长和存活的基因，这种治疗方法有可能减缓甚至阻止肿瘤的生长。这种同时靶向多种癌症驱动机制的能力尤为重要，因为联合使用多种常规癌症药物可能产生有害的副作用。此外，许多参与癌症生长的分子目前无法被现有药物靶向。
利用超声递送抗癌分子
将这些遗传分子送入大脑是另一大挑战。为了克服这一难题，阿布纳德尔的团队使用磁共振成像（MRI）引导的聚焦超声，使研究人员能够将声波精确地导向目标区域。
超声与微小的“微泡”协同作用，暂时打开血脑屏障。这为携带微小RNA的纳米颗粒创造了一个短暂的机会，使其能够穿越屏障进入大脑，作用于参与肿瘤生长的基因。
研究人员在实验室实验和胶质母细胞瘤动物模型中测试了这一方法。他们的研究结果显示，微小RNA治疗减缓了肿瘤生长，并帮助动物存活更长时间。
尽管这些结果令人鼓舞，该策略仍处于实验阶段，在应用于人类患者评估之前还需要更多的研究。阿布纳德尔认为，这些发现提供了重要的早期迹象，表明该技术最终可能使胶质母细胞瘤患者以及可能其他类型癌症的患者受益。
“这种方法可能在多种大脑疾病和其他人类疾病中有广泛的应用，”阿布纳德尔说。“我们和许多其他人正在努力减轻癌症的负担，并希望最终能完全治愈它，但这需要持续投入癌症和医学研究。”
弗吉尼亚大学扩展聚焦超声癌症研究
自该技术早期开发以来，弗吉尼亚大学健康系统一直处于聚焦超声研究的前沿。多年来，其科学家建立了一个广泛的研究项目，研究精确导向的声波如何用于治疗多种医学疾病。
认识到该技术在癌症治疗中的潜力，弗吉尼亚大学与位于夏洛茨维尔的聚焦超声基金会合作，建立了聚焦超声免疫肿瘤学（FUSION）中心。这是世界上首个专门致力于研究聚焦超声如何与癌症免疫疗法相结合的中心。研究人员相信，这种结合可能在21世纪为癌症治疗带来重大进展。
这项工作还支持弗吉尼亚大学综合癌症中心和弗吉尼亚大学保罗与黛安·曼宁生物技术研究所的更广泛使命，两者都致力于通过新的医学发现改善医疗护理。
弗吉尼亚大学综合癌症中心是全美仅有的57个获得美国国家癌症研究所著名“综合”认定的癌症中心之一。这一认可反映了其在癌症研究和患者护理方面的卓越表现。
曼宁研究所的建立旨在加速针对一些最顽固疾病的新药和潜在疗法的发现与开发。其工作得到了一个全州临床试验网络的支持，该网络旨在使新兴治疗方法在研究和测试过程中更容易为患者所用。
研究发现与研究支持
阿布纳德尔及其同事在《临床研究杂志》（JCI, the Journal of Clinical Investigation）上发表了他们的实验方法和初步实验室研究结果。该研究为开放获取，可免费阅读。
研究团队成员包括Shekhar Saha、Ying Zhang、小Myron K. Gibert、Collin Dube、Farina Hanif、Elizabeth Qian Xu Mulcahy、Sylwia Bednarek、Yunan Sun、Pawel Marcinkiewicz、Xiantao Wang、Gijung Kwak、Ahsan H. Polash、Haolin Li、Kadie Hudson、Manikarna Dinda、Tapas Saha、Matthew McCord、Fadila Guessous、Nichola Cruickshanks、Rossymar Rivera Colon、Lily Dell'Olio、Rajitha Anbu、Wenjie Liu、Songy Choi、Benjamin Kefas、Pankaj Kumar、Alexander L. Klibanov、David Schiff、Jung Soo Suk、Justin Hanes、Jamie Mata、Markus Hafner和阿布纳德尔。研究人员声明在该工作中没有经济利益。
该研究的资金来自美国国立卫生研究院国家癌症研究所的资助（拨款号U01 CA220841和P30 CA044579），以及美国国立卫生研究院国家神经疾病与卒中研究所的资助（拨款号R01 NS122222和R21 NS122136）。额外的支持来自弗吉尼亚大学综合癌症中心试点资助、希夫基金会资助、本与凯瑟琳·艾维基金会以及聚焦超声基金会。