解決難題
納米生物共軛技術為治療神經膠質瘤及其他神經退行性疾病帶來希望神經膠質瘤是最致命的癌症類型，並且可供選擇的治療方法非常有限。2010年12月，美國和德國科學家研製出一種多功能的納米生物共軛技術，從而具有了運送反義寡核苷酸（AONs）穿越血腦屏障（BBB）和血腦腫瘤屏障（BTB）的能力，並將其有效載荷瞄準了腫瘤，這是為了受體調節的細胞攝取，胞內體逃逸並釋放進入細胞質。利用這一技術，研究人員在人類神經膠質瘤的異種移植小鼠模型中展示了對顱內腫瘤生長的戲劇性的抑制作用。
納米生物共軛技術設計中的主要局限在於生物降解性、毒性、免疫原性，以及向細胞質傳遞藥物的能力。通過建立基於聚蘋果酸（PMLA）——源自黏液菌多頭絨泡菌的一種無毒、無免疫原性的聚合物——的一種普適的藥物傳輸平台，這些挑戰得到了解決。
科學研究
為了幫助藥物傳輸穿越BTB，美國洛杉磯Cedars-Sinal醫學中心的HuiDing與同事將使抗體共價連線到聚合物的轉鐵蛋白受體作為目標（在異種移植試驗中，這涉及到抗小鼠和抗人類轉鐵蛋白受體抗體的串聯耦合）。這一結構被發現通過穿胞作用跨越BTB，並直接進入腫瘤細胞，在那裡它經歷了由受體調節的內吞作用。一種依賴於pH的胞內體逃逸單元——基於一種細菌溶原性三亮氨酸肽——被加入這一結構，以促進逃逸物進入細胞質，並防止隨後在溶酶體中降解。一種跟蹤染料和最佳化溶解度的成分也同時被加入。最終，兩種不同AONs的有效載荷，即針對層粘連蛋白-411——其在腫瘤新生血管中有過度表達，並在血管生成中扮演了一個角色，但用常規方法很難抑制——的α4，β1亞基，被附著在一種二硫化物環狀物上，後者是在細胞質中由谷胱甘肽分裂的。
在體外試驗進行的納米生物共軛導致了有效的細胞攝取和胞內釋放，並破壞了層粘連蛋白-411的產生。骨架和AONs的雙重標記表現出了胞內體中的共定位，這減少了3個小時的潛伏期，意味著胞內體逃逸和AONs的細胞質釋放。對經過治療的小鼠的大腦切片進行的顯微分析表明了這一構造在大腦腫瘤中的集聚，以及對層粘連蛋白-411表達的破壞。經過8輪的每3天一次的靜脈注射，接受治療的小鼠的腫瘤比對照組小鼠小了90%，並且它們的血管類似於健康腦組織的血管。與具有一個組成型激活胞內體逃逸單元的結構相比，pH值受限制的膜分解作用被證明增加了生物利用度以及減少了細胞毒性，導致了療效的顯著提高。研究人員在2010年12月出版的美國《國家科學院院刊》上報告了這一成果。
