在癌症疾病领域，影响大脑的肿瘤尤其难以治愈。许多肿瘤发展迅速，并侵占身体最重要器官的关键区域，使得手术切除极其困难或不可能。
现在，哈佛干细胞研究所的研究人员找到了一种新的方法来对抗这些致命的脑肿瘤——通过从内部瓦解它们。在一项新研究中，科学家们设计了干细胞，使其分泌杀死癌细胞的细胞毒素，从而从肿瘤核心瓦解肿瘤。
细胞毒素对所有活细胞都有毒性，但在过去的几十年里，医生们已经找到了改变它们的方法，使其只靶向特定的肿瘤细胞。本质上，细胞毒素只会进入表面有特定分子的癌细胞。然后，一旦进入癌细胞，细胞毒素就会关闭蛋白质的产生，导致细胞死亡。
对于某些类型的血癌，细胞毒素相当有效。但就战胜实体瘤，尤其是脑肿瘤而言，这些毒素并不总是有效。“许多这些药物的半衰期很短，在肿瘤内的分布不足，而且由于现有的血脑屏障，药物递送到大脑很困难，”神经科学家兼该研究的首席研究员Khalid Shah博士告诉《Popular Science》杂志。这意味着简单地将细胞毒素注射到体内不足以杀死脑肿瘤，并且过去直接将细胞毒素注射到脑肿瘤的尝试都失败了。
因此，Shah想出了一个更好的细胞毒素递送方式：将其包装在干细胞内。他的研究团队设计了干细胞，使其像微小的毒素工厂一样，随着时间的推移不断分泌细胞毒素。这解决了细胞毒素寿命短的问题，因为干细胞在持续分泌治疗性毒素。通过将这些干细胞直接放置在肿瘤内，它们从内部吞噬癌细胞。
一旦进入癌细胞，细胞毒素就会关闭蛋白质的产生，导致细胞死亡。
但是，为了让他们的药物递送系统发挥作用，Shah需要确保细胞毒素不会先摧毁宿主干细胞。他和他的团队对细胞进行了基因改造，阻止毒素在细胞内起作用。此外，一段额外的基因代码使耐毒素的干细胞能够制造和分泌毒素。
最重要的是，细胞毒素被编程为靶向具有表皮生长因子受体（EGFR）或白介素-13受体α 2（IL13RA2）的细胞；EGFR是大多数肿瘤中常见的受体，而IL13RA2在许多脑肿瘤中都有发现。
为了测试他们干细胞的杀癌能力，研究人员在小鼠身上使用了它们来治疗脑肿瘤。“大约70%到75%的4级脑肿瘤患者接受了手术，”Shah说。“他们的肿瘤被部分切除，我们在小鼠身上模拟了同样的情况。”切除部分肿瘤后，研究人员将干细胞放入一个可生物降解的凝胶中，放置在产生的空腔内。然后，他们追踪干细胞释放毒素，抑制癌细胞的蛋白质合成。总体而言，这些毒素杀死了癌细胞，并延长了小鼠的总体生存期。
Shah和他的团队已经开发出一种类似的杀癌方法，通过将干细胞装载杀癌的疱疹病毒。现在他们正在寻求FDA批准他们的技术。Shah表示，未来，细胞毒素可以被改变为靶向不同类型的癌细胞受体，以使治疗更加个性化。“这因肿瘤而异。这些受体可能对脑肿瘤更有效，但对其他肿瘤效果不佳，”Shah说。“这一切都基于靶点。”
研究人员将他们的工作发表在《Stem Cells》杂志上。
