在實驗性癌癥治療的臨床試驗中，吸煙者是否比不吸煙者表現更好?這個有趣的問題促使愛荷華大學的研究人員及其同事開發了一種可飲用的注入一氧化碳的泡沫，該泡沫可提高小鼠和人類細胞中自噬抑制療法的有效性。研究結果最近發表在《先進科學》雜志上。

尋找利用癌細胞和健康細胞之間生物學差異的方法是設計新癌癥治療方法的標準方法。但這是一個艱苦的過程，需要對復雜的癌癥生物學有深入的了解，并且往往需要一些意想不到的洞察力。

自噬抑制劑的潛力

研究人員幾十年來就知道，自噬(細胞的自然回收系統)在癌細胞中相對于健康細胞有所增加，這表明抑制自噬可能是靶向癌細胞的一種方法。然而，近 20 項測試自噬抑制劑的臨床試驗結果尚未得出結論。

“在這些臨床試驗中，他們發現了不同的結果;有一些好處，但對許多患者來說沒有任何好處，這確實讓研究人員重新回到繪圖板，”伊利諾伊大學放射腫瘤學助理教授 James Byrne 博士說。生物醫學工程和這項新研究的資深作者。

為了深入了解為什么自噬抑制似乎只在某些時候起作用，研究人員令人驚訝地發現，在之前的兩項自噬抑制劑試驗中，吸煙者似乎比不吸煙者表現更好。

“當我們觀察吸煙者在這些試驗中的表現時，我們發現與(非吸煙者)患者相比，接受自噬抑制劑的吸煙者的總體反應有所增加，而且我們還發現目標病變大小顯著下降，”伯恩說。

對于伯恩和他的團隊來說，這是一個令人興奮的發現，因為吸煙還與一氧化碳水平增加有關，一氧化碳是一種氣體分子，可以增加細胞中的自噬，研究人員認為這可能會增強自噬抑制劑的抗癌作用。

“我們還知道吸煙者的一氧化碳水平較高，雖然我們絕對不建議吸煙，但這表明一氧化碳升高可能會提高自噬抑制劑的有效性。我們希望能夠利用這種益處并將其納入治療平臺，”伯恩說，他也是愛荷華大學霍爾頓綜合癌癥中心的成員。

一氧化碳增強自噬抑制的抗癌活性

該團隊已經有了這樣一個“平臺”來測試他們的想法。Byrne 專注于制作氣體捕獲材料 (GEM)——由安全、可食用的物質制成的泡沫、凝膠和固體，可以注入不同的氣體分子。在這項研究中，研究人員創造了一種注入一氧化碳的可飲用泡沫。

當給患有胰腺癌和前列腺癌的小鼠喂食一氧化碳泡沫并同時用自噬抑制劑治療時，動物的腫瘤生長和進展顯著減少。研究小組還表明，將一氧化碳與自噬抑制劑相結合，對培養皿中的人類前列腺癌細胞、肺癌細胞和胰腺癌細胞具有顯著的抗癌作用。

最終，伯恩希望在人體臨床試驗中測試這種方法。

“這項研究的結果支持這樣的觀點，即我們可以使用 GEM 提供安全、治療水平的 CO，可以增加自噬抑制劑的抗癌活??性，開辟一種有前途的新方法，可能會改善許多不同癌癥的治療。”他說。

除 Byrne 外，研究團隊還包括 UI 研究人員 Jialing Bi、Emily Witt、Megan McGovern、Arielle Cafi、Lauren Rosenstock、Lucas Absler、Srija Machkanti、Kellie Bodeker、Scott Shaw、Vitor Lira 和 Michael Henry。

研究小組還包括來自麻省理工學院、哈佛醫學院、賓夕法尼亞大學、新澤西羅格斯癌癥研究所、北卡羅來納大學威爾明頓分校和俄勒岡健康與科學大學的科學家。