纳米制剂在输送药物治疗脑瘤方面显示出巨大的潜力。然而，纳米制剂的机械性能如何影响其最终的大脑目的地仍然是未知的。
2021年8月22日，来自河南大学师冰洋等研究团队在Advanced Science上在线发表了题为“Tuning the Elasticity of Polymersomes for Brain Tumor Targeting”的研究论文，合成了一个具有不同弹性的膜交联聚合物体库，以研究其有效靶向脑肿瘤的能力，证明了纳米制剂弹性对脑肿瘤靶向的关键作用，并将有助于设计未来用于治疗脑部疾病的脑部靶向药物输送系统。
脑瘤是最致命的癌症形式。尽管在药物开发和临床技术方面取得了进展，胶质母细胞瘤（GBM，最具侵略性的脑瘤类型）患者的预后仍然很差，中位生存期只有12-15个月。给予化学药物、蛋白质、核酸是方便和有前途的脑瘤治疗方法。然而，由于血脑屏障（BBB）穿透性差，缺乏特定的肿瘤靶向性，生物半衰期短，细胞吸收效果差等原因，这些药物治疗脑部疾病的有效性受到严重阻碍。
此外，这些药物缺乏特异性，会在正常组织或细胞中引发严重的毒性。基于纳米制剂的给药方案为大大改善脑瘤的药物治疗提供了很好的机会。事实上，深入的调查表明，功能化的纳米制剂可以作为智能递送系统来使用，以提高治疗效果，并尽量减少副作用。
尽管纳米制剂在药物递送方面有很好的潜力，而且其相应的临床前研究也很深入，但纳米医学药物的临床转化成功率仍然很低，反映出疗效有限。在这方面，化学策略，如配体修饰以增加纳米药物对肿瘤组织的特异性已被广泛利用。还研究了物理参数的优化，以改善纳米制剂的药物输送。这些研究表明，纳米制剂的物理特性，如尺寸、形状、表面化学和弹性，在调节纳米生物相互作用方面起着关键作用，包括细胞吸收、血液循环、肿瘤穿透和积累。
了解物理特性如何影响潜在的生物机制，应有助于设计出具有更高效率的药物输送载体。请注意，纳米制剂的尺寸、形状和表面电荷对生物性能的影响已被广泛研究，而纳米制剂的弹性在药物输送中的作用仍未被充分探索。
弹性是指物体抵抗应力引起的变形的能力，并在消除应力后恢复到其原始状态。可能影响纳米制剂弹性的因素包括材料的内在属性、交联密度、厚度、聚合物体积分数和封装的成分。到目前为止，纳米制剂的弹性究竟如何影响其生物性能，仍然不清楚，甚至是有争议的。例如，鉴于BBB是基于纳米制剂的脑部疾病治疗中最具挑战性的屏障之一，很少有研究调查了纳米制剂的弹性与BBB渗透性之间的关系。大多数体外研究声称，弹性较高的纳米制剂更有利于癌细胞的内化，而另一些研究则表明，弹性较低的纳米制剂显示出更强的肿瘤细胞摄取能力。
同样，体内研究也显示出矛盾的结果，一份报告显示最软的纳米制剂有更高的肿瘤积累，而另一份报告则是半弹性的纳米制剂比最硬或最软的对应物发挥了更高的肿瘤积累。此外，体外肿瘤模型的渗透锻炼在不同的研究中也不一致。
软颗粒在注射后12小时内比硬颗粒在肺部有更多的积累，而在肝脏、脾脏、肾脏、心脏、大脑中显示的差异很小。然而，另一项研究表明，硬纳米制剂在注射后48小时在脾脏中积累更多，而在其他器官中观察到类似的积累。这些不明确的性能或不一致的情况表明，在 "纳米制剂弹性-生物性能"方面需要更深入的调查。特别是对于脑肿瘤靶向治疗，纳米制剂的机械性能如何影响其最终的大脑目的地，还从来没有报道过。
该研究开发了一个具有不同弹性的膜交联聚合物体库，以研究它们的大脑靶向命运。聚合物体的弹性是用不同的二胺交联剂调整的。在用经常使用的脑肿瘤靶向肽配体Angiopep-2进行表面装饰后，评估了这些脑靶向聚合体的生物学性能，包括细胞摄取、BBB渗透、肿瘤渗透、血液循环和脑肿瘤积累，以系统地揭示其生物学目的地的潜在机制。
总之，该研究是第一个研究纳米配方弹性与脑部生物性能之间关系的人。
参考消息：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202102001
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