肺癌是最常见的癌症之一，也是世界上存活率最低的癌症之一。细胞因子是一种小的信号蛋白，如白细胞介素-12 (IL-12)，已经证明了作为强大的肿瘤抑制因子的巨大潜力。然而，由于许多严重的副作用，它们的应用受到限制。
在《自然纳米技术》杂志上发表的一篇论文中，生物医学工程教授柯成和他的研究小组证明，使用被称为外泌体的纳米气泡，通过吸入治疗方法，可以直接将IL-12信使RNA (mRNA)传递到肺部。mrna是产生参与多种细胞功能的特定蛋白质的蓝图。
虽然科学家们以前使用脂质体(微小的脂肪基颗粒)或脂质纳米颗粒(LNPs)来传递mRNA，但这种方法有几个问题，包括缺乏组织归巢，颗粒不能到达目标器官，以及长期暴露后的潜在毒性。在过去的15年里，Cheng的团队一直在开发外泌体，作为在特定适应症中比脂质体和LNPs更优越的药物递送载体。
到目前为止，临床医生只能通过将IL-12直接注射到肿瘤或血液中来治疗癌症。Cheng的实验室发现，让患者(在这种情况下是小鼠)吸入外泌体中的IL-12 mRNA，不仅可以将局部浓缩的IL-12输送到肺部，而且可以更好地以最小的副作用对抗癌症。
吸入法比其他递送mRNA的方法(如脂质体)更有效地在需要的地方建立更高浓度的IL-12。
“外泌体通常被全身注射到血液中，”Cheng说。“在这项新研究中，我们发现吸入的外泌体可以有效地到达肺部，并提供抗肺癌的货物，IL-12 mRNA。肺癌是世界上五年生存率最低的疾病之一，这是推动开发新的可吸入药物治疗肺癌的重要一步。”
吸入含有IL-12蓝图的纳米气泡可以启动肺部免疫细胞，使它们成为强大的防御者，能够释放直接针对并摧毁肿瘤细胞的物质。此外，IL-12有助于训练这些免疫细胞“记住”肿瘤细胞的独特特征。因此，如果肿瘤试图再次攻击，这些消息灵通的免疫细胞已经准备好识别并迅速消灭肿瘤。
此外，这些超负荷的免疫细胞可以将它们新发现的知识传播给全身其他未经训练的免疫细胞，形成一支防御大军。这意味着，即使肿瘤细胞试图扩散到它们原来的位置以外，比如肺部，这些准备好的免疫细胞也能发现并消灭它们，提供一个全身防御癌症的系统。
吸入这种疗法的小鼠表现出肺肿瘤抑制以及对肿瘤再挑战的增强抵抗力。
研究人员说，这种策略作为一种有效的IL-12 mRNA向肺微环境传递系统脱颖而出，并且结合了简单性和对原发性肿瘤和转移瘤的有效性。与其他纳米颗粒对照相比，外泌体促进IL-12表达，减轻毒性。而且，相比于接受肿瘤内注射，患者可能更愿意简单地吸入治疗药物。
Cheng的团队现在正与哥伦比亚大学欧文医学中心的肿瘤学家合作，将他们的研究结果转化为临床治疗，以造福肺癌患者。
