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视频 | 这只阴道内的精子 是怎样治疗癌症的

2017/06/24 来源:环球科学ScientificAmerican
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导读
什么物质可以在女性生殖系统内移动而不被稀释,并且不会引发人体的免疫反应?一个天然的答案就是——精子。研究人员将牛的精子浸泡在含有化疗药物——阿霉素(doxorubicin)的溶液中,这些精子就成了携带抗癌药物的载体。

视频来源:seeker

本文转载自“环球科学”。

文章编译 | 吴非

视频译制 | 郭鑫鹏

每年,超过100万位女性被诊断患有妇科癌症。尽管研究人员已经研发出了一系列有效的药物,但妇科癌症的治疗依然存在着无法回避的难题:如何将药物准确输送至特定的部位。

一般情况下,药物进入患者体液后会被稀释,这样最终抵达目标区域的药物浓度就很有限;此外,即使抵达目标区域,药物往往也会无差别攻击周围的正常细胞,对患者的健康造成损害。要确保药物在阴道、子宫颈和子宫这样的严苛环境中最大程度地发挥功效,一个准确、高效的药物递送系统必不可少。近日,德国莱布尼茨固体和材料研究所的科学家发现,解决方案可能就在男性体内。


治疗过程示意图 来源:该研究论文

什么物质可以在女性生殖系统内移动而不被稀释,并且不会引发人体的免疫反应?一个天然的答案就是——精子。研究人员将牛的精子浸泡在含有化疗药物——阿霉素(doxorubicin)的溶液中,这些精子就成了携带抗癌药物的载体。但还有一个关键问题没有得到解决:精子在阴道内的游动可是随机的。既然平时精子寻找卵细胞都十分费劲,那人们怎么确保它们就能准确抵达病灶呢?


戴“头盔”的精子结构图 来源:该研究论文

正因为如此,在很长一段时间内,精子都被排除在载体的名单之外。这些研究纳米科学的科学家产生了一个大胆的想法:为精子戴上合身的头盔,这样就能人工操纵精子的运动了。

为此,研究人员首先在显微镜下“引诱”精子游进一只微型的铁质头盔,这时头盔就粘附在精子头部了。随后,他们对这些经过改造的精子进行体外试验——将它们放入模拟阴道的微型轨道中,用外部磁铁控制精子的运动。有趣的是,由于“负荷”的存在,精子的游动速度下降了43%,单这并未妨碍它们最终准确抵达目标区域。这时,头盔的“快速释放”系统使得头盔与精子分离,精子就像遇见了卵细胞一样,一头扎进癌细胞中,随后释放药物。


精子在磁铁的引导下运动 来源:该研究论文

研究团队报道称,他们的体外试验取得了成功——药物顺利抵达了癌细胞的替代物HeLa细胞中,并展现出了对细胞的杀伤效果。尽管试验结果喜人,但毫无疑问,距离投入实际应用,该疗法仍有一系列问题急需解决。

首先,就是要避免出现意外怀孕。毕竟是上千只在阴道内游动的精子,谁能保证其中的一只不会乱跑?其次,丢下的铁质头盔该如何处理?它们能被人体降解?还是一直留在人体?另外,目前的试验还只是在体外进行。到了人体内,精子的操控性还能不能得到保证?最后,这种疗法还涉及到伦理问题:进入患者体内的精子,该从哪来?

如果这些问题能得到妥善解决,那么该方法在癌症治疗上显然具有广阔的前景。事实上,精子不仅有可能作为载体,用于治疗妇科癌症,以及子宫内膜异位、盆腔炎等妇科疾病,它们还可以在全身各处发挥作用。例如,科学家就从精子的游动方式中获得启发,造出用于治疗动脉堵塞的纳米机器人。谁知道未来,它们还将被应用到身体的什么部位呢?

论文链接:

https://arxiv.org/abs/1703.08510

参考资料:

https://www.seeker.com/videos/scientists-want-to-insert-bionic-sperm-into-womens-vaginas

https://phys.org/news/2017-04-sperm-candidate-cancer-medications-female.html

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