En schematisk illustration av resistensen hos cancerstamliknande celler (CSC) mot kryoablation ensam och dess kombination med fritt doxorubicin (fDOX) och nanopartikelinkapslat doxorubicin (nDOX). Kryoablation kan förstöra de flesta tumörceller medan de återstående CSC:erna kommer att återuppta tumörtillväxt och tumöråterfall uppstår. Kombinationen av kryoablation och fDOX är inte tillräckligt effektiv för att förstöra alla CSCs heller för att förhindra återfall av tumör. I kontrast, kryoablation kombinerat med nDOX kan effektivt döda alla CSC, vilket resulterar i den slutliga elimineringen av cancer eftersom icke-stamcancercellerna inte kunde skapa heterogeniteten (t.ex. cancerceller, fibroblaster, och endotelceller) i tumören för att upprätthålla dess tillväxt. Kredit:Wei Rao, Adriano Bellotti, Peter J. Littrup, Jianhua Yu, Xiongbin Lu, Xiaoming He
Att kombinera nanodrugbaserad kemoterapi och kryoablation ger en effektiv strategi för att eliminera cancerstamliknande celler (CSC), roten till cancerresistens och metastaser, vilket kommer att bidra till att förbättra säkerheten och effektiviteten vid behandling av maligniteter som är motståndskraftiga mot konventionella terapier.
Kryoablation (även kallad kryokirurgi eller kryoterapi) är en energibaserad, minimalt invasiv kirurgisk teknik som har undersökts för att behandla en mängd olika sjukdomar inklusive cancer, vilket görs genom att den sjuka vävnaden fryses till minusgrader för att framkalla irreversibel skada. Det är särskilt attraktivt för att bekämpa bröstcancer på grund av dess utmärkta kosmetiska resultat för att bevara organet med omärkbar ärrbildning på huden. Dock, Enbart kryoablation har begränsad effektivitet för att utrota cancerstamliknande celler (CSCs), vilket kan leda till cancerrecidiv och/eller metastaser efter operationen. Ett team av forskare från Institutionen för biomedicinsk teknik och omfattande cancercenter vid Ohio State University introducerade en innovativ strategi genom att kombinera kryoablation med nanopartikelmedicinerad kemoterapi och visade att den kombinerade behandlingen avsevärt kan öka förstörelsen av CSC, vilket resulterar i att nästan alla CSC:er elimineras. Denna teknologi ger ett nytt tillvägagångssätt för att övervinna läkemedelsresistens hos CSCs och förbättra säkerheten och effektiviteten av cancerkryoablation. Rapporten visas i det senaste numret av tidskriften Teknologi .
"Denna nya kombinerade terapi av kryoablation och nanodrug är ett viktigt steg framåt för att förbättra säkerheten och effekten av att bekämpa cancer. Vår studie ger den första redogörelsen för att minimera canceråterfall genom att förstöra cancerstamliknande celler inom kryoablation inom cancer. behandling." sa Xiaoming He, Ph.D., från Ohio State University och senior författare till denna artikel. "Det är värdefullt att underlätta de kliniska tillämpningarna av kryoablation genom att eliminera roten till cancerresistens - de cancerstamliknande cellerna".
"Nanopartiklarna som används i denna studie var optimerade för effektiv läkemedelsleverans." sa Wei Rao, Ph.D., tidningens huvudförfattare. Enligt forskarna, en optimerad storlek på nanodrogen underlättar dess upptag av cancerceller via endocytos. En positivt laddad nanodrug har hög elektrostatisk affinitet till det negativt laddade cellplasmamembranet, vilket ytterligare borde underlätta dess upptag av cancerceller. Dessutom, material på nanopartiklarna har hög affinitet till CD44 som är ett av de vanliga proteinkomplexen som överuttrycks på cancerstamliknande celler. Därför, användningen av nanodrug kan bidra till att uppnå mycket förbättrad biotillgänglighet av cancerläkemedel till cancerstamliknande celler jämfört med konventionell kemoterapi med gratis läkemedel. Denna särskilt attraktiva funktion uppfyller kravet på målinriktad leverans och terapi och kan minimera läkemedlets systemiska toxicitet. Dess kombination med kryoablation kan avsevärt öka kryoskador för att säkerställa fullständig förstörelse av alla cancerstamliknande celler.
För närvarande, forskning om kombinerad terapi av kryoablation och nanodrog visade lovande resultat med hjälp av 3D mammosfärsmodell i mikroskala. Framtida forskning kommer att fokusera mer på in vivo-studier för att övervaka tumöråterfall efter den kombinerade behandlingen och ytterligare översätta denna teknologi till kliniken. Även om mer forskning krävs för att fastställa dess säkerhet och effektivitet, denna studie ger en ny strategi för att kombinera kryoablation och nanodrug som visar stor potential att eliminera cancer från dess rot ? de cancerstamliknande cellerna.
