近年来，世界在抗击癌症方面取得了重大进展，出现了一组治疗癌症的新药物，最好将其描述为医学对特洛伊木马的回答。
作为小而无害的“包裹”，药物在患者的血液中循环，直到遇到癌细胞。然后它被邀请进去。在癌细胞内部，无辜的客人完成了它真正的——而且对癌细胞来说是恶意的——使命：它释放有毒的有效载荷，杀死癌细胞。
这听起来可能很简单，但事实并非如此。因为有时特洛伊木马型癌症药物会被邀请进入健康细胞，然后死亡，这是不可取的。
其他时候，药物过早释放，即当它仍在血流中循环时，因此治疗效果会随着较少量的药物被输送到其实际目的地(癌症部位)而降低。最后但并非最不重要的一点是，由于某些化学挑战，很少有药物可以附着在特洛伊药马上。
这组新药物被称为抗体药物偶联物(ADC)。ADC由识别癌细胞的抗体和旨在杀死癌细胞的物质组成。这两种物质通过称为连接体的化学分子结合。如今，世界上只有大约十几个ADC。
为了使ADC按预期工作，连接体在血流中稳定并有效释放可杀死癌细胞的活性物质至关重要。在过去的几年里，化学家兼DTU副教授KatrineQvortrup一直在研究改进连接分子的可能方法。
“在研究界，普遍的共识是，新的连接器设计可以通过多种方式改进ADC：我们将能够提高ADC的选择性，即确保它能够更好地仅针对癌细胞，并且我们将能够避免效率低下，例如通过确保药物不会过早释放，最后，我们可能能够实现改进，从而能够将更多类型的药物连接到连接器上，而不是迄今为止所能实现的”，KatrineQvortrup说道。
KatrineQvortrup副教授(左)和博士后KatjaEgeskovGrier均受聘于DTU化学系，他们正在开发一种新药物，可以发现体内的癌细胞并从内部杀死细胞。
KatrineQvortrup副教授(左)和博士后KatjaEgeskovGrier均受聘于DTU化学系，他们正在开发一种新药物，可以发现体内的癌细胞并从内部杀死细胞。照片来源：BaxLindhardt/DTU
链接器必须被切割
抗体是ADC的关键部分，因为它确保化学包识别癌细胞并被邀请进入。这是通过癌细胞外部的抗原发生的。该抗原的独特之处在于存在于快速生长的细胞上，许多癌细胞都是如此。
抗原充当受体，因此当ADC抗体遇到癌细胞的抗原时，就会发生识别，我们的特洛伊朋友就会被“邀请”到里面。不幸的是，在某些本质上快速生长的健康细胞中也发现了类似的抗原，例如毛发、指甲和骨髓细胞，如果ADC进入，这些细胞就会死亡。
因此，KatrineQvortrup和她的同事开始寻找方法，确保有毒有效负载仅在癌细胞中释放，而不在其他快速生长的细胞中释放。这需要仔细观察癌细胞的内部，以及它与健康细胞内部的不同之处。也许他们可以发现一个差异，可以用来确保ADC仅在癌细胞中被激活。
“为了使连接子在细胞内释放药物，必须首先将其裂解。需要有什么东西来触发分裂。连接体可以通过多种方式切割，其中一种方法涉及使用酶。当遇到某种酶时，连接子就会打开，药物就会被释放，”KatrineQvortrup解释道。
某些癌细胞中的特殊酶
这导致研究人员对一种名为硫酸酯酶的酶产生了兴趣，这种酶在某些癌细胞内的浓度较高。高硫酸酯酶浓度通常见于激素依赖性癌症，例如前列腺癌和某些类型的乳腺癌。基于这些知识，研究小组设计了一种只有在遇到硫酸酯酶时才会被切割的接头。
在连接器的开发过程中，研究人员与芬森实验室(哥本哈根Rigshospitalet的癌症研究部门)密切合作。芬森实验室参与了开发的各种版本的连接器的测试，直到DTU研究人员成功实现了所需的特性。
“通过我们的新连接器，我们增加了一种额外的安全级别，这意味着ADC首先被快速生长的细胞占据，然后只有在硫酸酯酶存在的情况下才能被触发。这意味着如果ADC进入快速生长的健康细胞，则不会发生任何事情，因为没有足够的硫酸酯酶。通过这种方式，我们可以更精确地将药物瞄准癌细胞，从而提高疗效并减少副作用，因为健康细胞不是目标细胞，”KatrineQvortrup说。
改变抗体大小
研究人员还通过改变其化学功能(例如增加其水溶性)成功地以多种方式改进了连接体。这有助于稳定ADC设计，从而提高药物的功效。此外，他们成功设计了一种能够结合多种药物的连接体，这使得使用ADC来攻击更多的疾病成为可能。
最后但并非最不重要的一点是，他们开始改变抗体的大小，这样就可以使用更小的分子来输送有毒药物。
“抗体是相当大的分子，它可以防止ADC穿透癌细胞非常密集的转移灶。因此，我们开发了“纳米抗体”，其分子比迄今为止ADC中使用的抗体小得多。通过这种方式，我们可以将ADC潜入转移灶，”KatrineQvortrup说。
该解决方案的灵感来自于科学文献，该文献描述了癌细胞上以前从未被利用过的特殊受体。研究人员确保他们的“纳米抗体”能够识别这种受体，以便ADC现在可以进入转移性癌细胞。
DTU研究人员对新的连接器技术进行了进一步分析，Abzena是一家专门从事该领域的私营公司。该技术已获得专利。
“我们现在正在微调我们的链接器，同时还进行了更多测试，以收集更多有关其功能的知识。在2023年春季发布了我们的所有研究成果后，我们很快就会准备出售该技术，以便将其用于对抗癌症。”KatrineQvortrup说道。