能杀死90%的癌细胞!新型硅藻纳米颗粒可用于治癌
2015-11-13 09:56:00   来源:环球网
内容摘要
澳大利亚的一个研究团队已经研发出一种藻类纳米颗粒,这种藻类能够杀死培养人类细胞中90%的癌细胞。研究中使用的生物材料来源于一种海洋硅藻。硅藻是浮游植物中最常见的类型,它们存活于海洋、淡水、土壤和潮湿的表面。

藻类是一系列单细胞微观光合生物和稍大的多细胞植物的统称,比如说砂藻和巨藻等。藻类在癌症治疗中的作用主要用于药物传递。

澳大利亚的一个研究团队已经研发出一种藻类纳米颗粒,这种藻类能够杀死培养人类细胞中90%的癌细胞。科学家们也已经证实这种经过基因修饰的藻类能够摧毁老鼠体内的恶性肿瘤。

这项研究已经取得了成功,研究中使用的生物材料来源于一种海洋硅藻。硅藻是浮游植物中最常见的类型,它们存活于海洋、淡水、土壤和潮湿的表面。在研究中,转基因硅藻纳米颗粒被用作一种传递抗癌药物的包裹。

 

使用纳米颗粒传递抗癌药物的研究之前就已经获得了部分成果,比如说二氧化硅纳米颗粒的使用。但是由于成本以及有些纳米粒子带有毒性,因此无法得到应用。为了克服这些困难,南澳大利亚大学的研究人员们使用藻类作为一种药物传递系统。

首席研究员Nico Voelcker解释了为何转基因技术在这项研究中是非常关键的:“藻类使用二氧化硅纳米孔的藻类,通过对其进行基因修饰,我们能够在它们的表面形成一种抗结合蛋白,抗癌药物通常对于正常组织来说是有毒的。”

这项研究的结果是非常有趣的,但是在培养细胞或者老鼠身上进行的实验并非必然能够成功应用于人类。研究人员还需要进行一系列的临床试验来对结果进行修正,并且探索任何可能出现的潜在治疗问题。

 

【将藻类基因移植进视网膜可能让盲人重见光明】

美国一家生物技术公司宣称,一种常见于池塘中的藻类可以帮助盲人恢复视力。

位于密歇根的RetroSense公司希望可以将在这种特殊藻类中发现的感光蛋白移植到盲人的眼睛中,从而恢复他们的视力。这种叫做莱茵衣藻(chlamydomonas reinhardtii)的藻类是一种生活于土壤和水中的单细胞有机体。

据报道,这家公司的移植方法已经于上月取得了美国食品药物管理局的移植批准,很快即将开始人体临床试验。

 

美国生物科技公司RetroSense宣称,一种常见于池塘的藻类可能让盲人重获视力。图中为衣藻,一种单细胞的绿藻。尽管这种藻类并没有视觉,但它拥有一个原始的“眼点”,因此可以感知到太阳的方位,并在池塘中移动,以便处于阳光中。然后它可以通过光合作用将阳光转变为能量。

和人眼一样,藻类的眼点中含有感光蛋白,其中之一叫做第二型光敏离子通道视紫质(Channelrhodopsin-2)。RetroSense希望可以将这种藻类蛋白的基因移植到盲人的眼睛中,让他们重见光明。该基因会被放在一个载体中,注射进眼睛,使非感光细胞变为感光细胞,有可能产生有限的视觉。

这种技术叫做光控基因技术(optogenetics),已经被神经科学家使用了数十年。

公司CEO肖恩·安斯沃思(Sean Ainsworth)在接受《克莱恩底特律商业周刊》采访时说,RetroSense目前在小鼠、大鼠和非人灵长类动物进行了测试,所有实验动物都在治疗后恢复了部分视力。

现在RetroSense准备第一次在人类身上使用光控基因技术。RetroSense希望将藻类感光蛋白的基因移植进人眼,并帮助盲人恢复视力。他们2015年即将开始人体试验。

他们正在招募15名患有视网膜色素变性的患者参加临床试验。视网膜色素变性是导致失明的一种眼疾。安斯沃思表示:“我们想在2015年秋天启动这件事。”

 

这将是首次将藻类基因注入人类眼睛中。

RetroSense从韦恩州立大学的视觉专家潘卓华(Zhuo-hua Pan)那里获得了该项技术的授权许可。他研究当患者眼睛中的感光细胞——视杆细胞和视锥细胞——死去时,如何治愈失明。这正是视网膜色素变性患者和老年性黄斑退化患者的情况。

假如RetroSense可以成功,接下来要研究的就是第二型光敏离子通道视紫质可以将人类视力恢复到何等程度。

人们已知这种藻类蛋白对光的敏感程度只有视锥细胞的1,000分之一。而且视网膜应该接受来自多重视杆细胞和视锥细胞的信号,而不是只接受来自第二型光敏离子通道视紫质的“原始光”信号。

希望在试验进行过程中,人们能够更详细地报告他们的视觉感受。

 

【欧盟超声波技术应用于低成本收获藻类

超声波技术可应用于抑制河流湖泊水库的水藻生长,也可应用于低成本收获藻类。欧盟第七研发框架计划(FP7)中小企业主题提供110万欧元资助,总研发投入150万欧元,由欧盟5个成员国及联系国西班牙(总协调)、英国、德国、荷兰和土耳其,8家创新型中小企业(SMEs)联合科技界跨学科科研人员组成的欧洲ALGAEMAX研发团队。在为期2年的研发创新活动中,成功研制开发出超声波低成本藻类收获技术及其装置原型。 

 

微藻一般生长在开放的水域或水体介质生物反应器中,收获和提纯通常需要昂贵高能耗的离心分离器进行,相对高昂的收获成本一定程度上限制了藻类产品的广泛应用。目前,世界微藻干粉产量已达到5000吨,总价值10亿欧元,主要应用于畜牧、水产养殖、化妆品和制药等高附加值行业。降低微藻的生产和收获成本,有助于微藻产品应用于快速增长的可再生生物质燃料行业,具有至少10万亿欧元的世界市场潜力。  

ALGAEMAX研发团队已成功设计开发出两种超声流(Ultrasound Flow)技术装置原型,开通装置发出超声波,促使水体介质中的微藻聚集和絮凝(Flocculate),从而实现微藻的低成本收获。原型设计已通过结构优化验证,并申请了欧盟发明专利。研发团队目前的研发创新活动主要集中于,创新型装置在不同水藻实际生长环境中的检验和装置规模化制造的前期准备。

 

【科学家利用藻类植物制成新型柔性海绵泡沫】

近年来藻类被用来产生氧气,净化污水并作为生物燃料的来源等。最近生物塑料公司Algix和清洁技术公司Effekt正在研究利用藻类制成柔性海绵泡沫。研究人员使用移动浮动平台从美国和亚洲各地的废水水域中获取藻类。这种柔性海绵泡沫被命名为“Bloom foam”,可用于制成瑜伽垫,体育用品和玩具等。将于2016年年初在美国和亚洲开始量产。

 

营养过剩的水域常常造成藻类的大量繁殖,从而引起水生生物的死亡。因此,不需要额外的肥料来培育藻类。同时从废水水域中移除藻类实际上帮助于改善当地的环境。

收获的藻类生物体随后进行脱水晒干,聚合成丸粒,然后与其它化合物组合最终形成一种柔性海绵泡沫。

 

根据不同的配方和预期的应用,藻类在这些海绵中的占比从15%至60%不等。由藻类制成的海绵泡沫质量与传统石油制成的产品相似。(如需转载,请注明来源自科技世界网)