利用氧化石墨烯纳米级平台改善硼替佐米的抗癌性能

二维（2D）石墨烯基纳米材料由于其独特的物理化学性质，在生物医学应用中显示出巨大的应用前景。据报道，肿瘤内施用的氧化石墨烯纳米片在肿瘤细胞中广泛分布，而不会抑制它们在多形性胶质母细胞瘤中的生长。

研究：Graphene oxide nanoscale platform enhances the anticancer properties of bortezomib in glioblastoma models. 图片来源：Knorre/Shutterstock.com

此外，这些氧化石墨烯纳米片没有扩散到健康的脑组织中，为治疗和管理多形性胶质母细胞瘤患者提供了多种前景。发表在《先进医疗材料》杂志上的一篇文章介绍了原位胶质母细胞瘤小鼠模型中氧化石墨烯纳米片分布的动力学。

此外，通过利用氧化石墨烯纳米片作为纳米载体，参与本工作的研究人员通过创建氧化石墨烯和蛋白酶体抑制剂硼替佐米（BTZ）的非共价复合物，开发出一种新的纳米化疗方法。

除了BTZ在氧化石墨烯纳米片表面的高负载能力外，非共价配合物在体外表现出持续的BTZ生物活性。与游离BTZ相比，在两种原位多形性胶质母细胞瘤小鼠模型中，当作为单次低体积剂量给药时，氧化石墨烯-BTZ复合物显示出改善的细胞毒性作用。

因此，本研究通过提高靶点生物可利用药物的浓度，验证了氧化石墨烯纳米片作为多形性胶质母细胞瘤治疗纳米级平台的潜力，从而提高了其治疗效率。

基于氧化石墨烯的药物递送系统用于治疗多形性胶质母细胞瘤

多形性胶质母细胞瘤是一种影响中枢神经系统的侵袭性癌症。手术切除后放疗和全身给予替莫唑胺（TMZ）是多形性胶质母细胞瘤的标准治疗方法。

尽管采用这种联合方法，但完全治愈多形性胶质母细胞瘤且中位生存时间为 15-18 个月仍具有挑战性。由于其侵袭性和侵袭性，以及其在大脑中的独特位置，受血脑屏障（BBB）保护，因此很难开发出有效的多形性胶质母细胞瘤治疗方法。

尽管已经开发了各种化疗药物来增加BBB的通透性，但它们治疗胶质母细胞瘤的效率受到其药代动力学特征差和全身毒性的限制。因此，非常需要能够达到更高肿瘤特异性治疗浓度的新方法。

凭借经过验证的生物和神经相容性，小而薄的氧化石墨烯纳米片的大表面积可以提供有效的平台，以提高生物活性分子的负载能力，并允许在生理流体中具有出色的胶体分散性。

此外，氧化石墨烯在多形性胶质母细胞瘤体积内具有出色的易位能力，使其成为化疗药物的有前途的纳米载体。

氧化石墨烯-BTZ非共价复合物对抗多形性胶质母细胞瘤

在这项研究中，BTZ络合氧化石墨烯纳米片被用作一种新的，瘤内注射的单剂量疗法来治疗多形性胶质母细胞瘤。与游离药物相比，BTZ络合的氧化石墨烯纳米片在两种胶质母细胞瘤小鼠模型中显示出增强的抗癌活性。

将氧化石墨烯纳米颗粒注入人U87异种移植原位小鼠模型中后，在肿瘤区域观察到显着的时间依赖性扩散效应而不越过肿瘤边界，这与先前的发现一致。纳米厚的氧化石墨烯在肿瘤区域的高外显率证实了其作为高效药物递送系统的巨大前景。

在 C6 胶质瘤大鼠模型中，一项研究调查了静脉注射转铁蛋白结合的氧化石墨烯纳米颗粒以递送阿霉素。然而，由于肿瘤部位的药物积累较低，需要多剂量才能实现合理的肿瘤抑制，而大部分给药剂量是在脱靶器官上积累的。这强调了与颅内肿瘤全身治疗相关的困难。

本研究中使用的BTZ剂量低于先前临床前研究中使用的剂量，并且在原位胶质母细胞瘤多形性小鼠模型中以低于先前报道的BTZ瘤内给药的剂量下实现了疗效，强调了采用纳米级递送系统的好处。

BTZ的封装先前已在各种纳米级系统中报道，以实现癌症治疗的靶向递送，包括多形性胶质母细胞瘤。然而，这些治疗方法需要高剂量，因为它们在肿瘤部位的积累有限。

除了低剂量外，氧化石墨烯纳米片还可以与BTZ迅速形成非共价复合物，从而允许药物从氧化石墨烯局部释放到肿瘤区域。

尽管本研究实现了抗癌效果的改善，但给药治疗部位外残留肿瘤的逐渐过度生长是多形性胶质母细胞瘤其他临床前和临床应用治疗方法的共同缺点。

结论

总体而言，本研究证明了薄氧化石墨烯纳米片作为BTZ递送系统的效率，在两种胶质母细胞瘤肿瘤小鼠模型中提供了显着的体内抗肿瘤作用。

这些发现意味着氧化石墨烯可以广泛用作携带化疗剂的递送系统，因此在局部给药时在靶位点达到更高的药物浓度。因此，这项研究提供了一种极好的治疗策略，可以与其他治疗结合使用。

参考

Sharp, P. S., Stylianou, M., Arellano, L. M., Neves, J. C., Gravagnuolo, A. M., Dodd, A., Barr, K., Lozano, N., Kisby, T., Kostarelos, K., Graphene oxide nanoscale platform enhances the anticancer properties of bortezomib in glioblastoma models. Advanced Healthcare Materials. 2022.

https://doi.org/10.1002/adhm.202201968