胶质母细胞瘤的治疗面临血脑屏障(BBB)阻碍和药物被免疫系统快速清除的问题。传统纳米材料和脂质体虽具有药物递送潜力,但难以有效穿越BBB并实现肿瘤靶向。

 

近期,有研究人员开发一种仿生杂化脂质体药物递送系统,通过细胞膜片段修饰脂质体。这些修饰的脂质体可以逃避免疫系统,穿越BBB,并通过同型靶向在肿瘤组织中积累,从而更有效地递送紫杉醇和卡铂等药物。相关研究以“Fabrication of Biomimetic Hybrid Liposomes via Microfluidic Technology: Homotypic Targeting and Antitumor Efficacy Studies in Glioma Cells”为题目,发表在期刊《International Journal of Nanomedicine》上。

 

本文要点:

1、本研究提出了一种新型的药物递送系统,利用微流控技术合成生物仿生杂化脂质体,以应对胶质母细胞瘤治疗中的血脑屏障和快速药物清除问题。

2、通过细胞膜片段修饰的脂质体能够逃避免疫系统,穿越血脑屏障,并通过同源靶向有效积聚于肿瘤组织,从而更有效地递送药物如紫杉醇和卡铂。

3、通过微流控技术制备混合脂质体一直是生成高质量仿生纳米颗粒的关键,3D打印的集成简化了微流体设备的制造,提高了效率和经济性。

4、体外实验表明,这些载药的仿生杂化脂质体能够到达同型靶点,穿越BBB,并保持紫杉醇和卡铂的疗效。

5、这一创新的药物递送系统通过将脂质体药物递送的优点与细胞膜片段的隐形特性和靶向能力相结合,为胶质母细胞瘤的治疗提供了新的可能性。

 

使用生物仿生杂化脂质体进行胶质母细胞瘤治疗的优势包括

1、能够逃避免疫系统的清除提高药物在体内的循环时间。细胞膜片段赋予了脂质体“隐身”性能,避免了免疫系统的快速清除。

2、可以有效穿越血脑屏障将药物递送到肿瘤部位。细胞膜片段具有靶向性,能够促进脂质体通过血脑屏障并富集于肿瘤组织。

3、能够实现同源靶向选择性地识别和作用于来源细胞提高治疗效果。生物仿生脂质体可以特异性地识别和结合来源于胶质母细胞瘤的细胞膜,从而增强对肿瘤细胞的靶向性和杀伤效果。

4、保持抗肿瘤药物的疗效。将紫杉醇和卡铂等药物载入生物仿生脂质体后,其抗肿瘤活性并未受到影响,能够有效杀伤肿瘤细胞。

综上所述,生物仿生杂化脂质体作为一种新型药物递送系统,能够克服传统治疗方法的局限性,为胶质母细胞瘤的治疗提供了一种有前景的方法。

 

微流控技术在仿生杂化脂质体的制备中发挥了关键作用,主要体现在以下几个方面:

1、精确控制流体微流体技术能够精确控制流体的流速和相对流量,确保两相的有效混合和细胞膜与脂质的融合。这有助于制备出高质量、尺寸均一的生物仿生纳米粒子。

2、高效混合微流体设备中的特殊几何结构(如T型通道、涡流等)能够促进流体的被动混合,提高混合效率。同时结合超声波等外部力场,可以进一步增强混合效果,有利于细胞膜的破碎和与脂质的融合。

3、可定制性通过3D打印技术,可以快速制造出定制化的微流体设备,满足不同实验需求。这种灵活性有助于优化生物仿生杂化脂质体的制备工艺,提高生产效率。

4、批次一致性与传统的大批量制备方法相比,微流体技术能够更好地控制反应条件,减少批次间的差异,提高产品的一致性和可重复性。

5、降低成本3D打印技术降低了微流体设备的制造成本,同时微量的流体消耗也大幅降低了原料成本,使得生物仿生杂化脂质体的制备更加经济高效。

 

 

图1.设备1(a和b)和设备2(c和d)的代表性图像。这两个装置都为矩形(28.00×50.00×2.70 mm),尺寸与微混合路径相同(1.0×1.0×2.30 mm)。此外,设备2还带有人字形结构修饰的主通道。(0.8×1.94×1.22 mm)。

 

 

图2.3D打印微流体装置的示意图:微流体装置1和微流体装置2。

 

 

图3.杂化脂质体染色的代表性TEM显微照片。比例尺:0.2µm(左图),0.1µm(右图),50nm(右图中的插图)。

 

 

图4.杂化脂质体形成的验证。(A)FRET分析表明CMs和脂质体成功融合。(B)FRET效率的测量和CM混合后FRET效率的降低。(C)通过FCM测定混合脂质体中红色和绿色荧光重叠的纳米颗粒的百分比,确认脂质体-CMs融合。(D)1.癌症细胞膜、2.混合脂质体和3.裸脂质体的蛋白质印迹分析。

 

 

图5.2D和3D体外摄取研究。(A)孵育2小时和24小时后通过流式细胞术分析的摄取实验结果。(B)代表性图像显示了在孵育2小时和24小时后,3D U87模型中荧光混合脂质体和脂质体的细胞摄取。直方图显示了与脂质体和杂化脂质体孵育2小时和24小时后在U87球体中检测到的定量荧光强度。

 

 

图6.混合脂质体和脂质体的体外血脑屏障渗透能力以及同型U87肿瘤细胞的摄取。

 

 

图7.体外抗肿瘤疗效。直方图报告了U87细胞系经紫杉醇、卡铂、混合脂质体-PCX和混合脂质体-CBP处理24小时后的MTT测定结果,显示为三个实验的平均值±标准差(***p<0.001)。

 

论文链接:https://doi.org/10.2147/IJN.S489872