流行摇滚和分子美食激发新的抗肿瘤泡沫

用氧气填充肿瘤使它们更容易受到治疗。在寻找向肿瘤输送更多氧气的途径时，研究人员转向了一个不太可能的灵感来源：烹饪中使用的泡沫，比如咖啡师用来浇上热巧克力的鲜奶油。利用与烹饪世界相同的鞭打虹吸管，他们创造了一种可以直接注射到肿瘤中的基于食物的泡沫，并表明它可以有效降低小鼠肿瘤的治疗耐药性。

在体内，肿瘤使自己处于缺氧或缺氧状态。这使得他们对包括化疗和放疗在内的常见治疗有抵抗力。为了消除这种防御，研究人员使用了增氧技术，如高压氧疗法和一种称为微泡输注的氧气输送。“然而，挑战是如何以安全，可控的方式提供有效剂量的氧气，”爱荷华大学生物医学工程师副教授JamesByrne说。

因此，Byrne和来自UI的研究人员-以及哈佛医学院，麻省理工学院和BethIsraelDeaconess医学中心-着手寻找一种直接向肿瘤注射氧气的方法。转向分子烹饪学的世界，涉及将各种可食用物质转化为泡沫，他们对搅打虹吸管进行了逆向工程，以使用氧气代替更标准的一氧化二氮。由此产生的泡沫被命名为气体捕获材料或GeMs。

“这些GeM非常简单，只有三种成分：气体、发泡剂和增稠剂，”伯恩说。我们使用几种独特的定制加压系统将高浓度气体掺入少量这些生物相容性材料中，这些材料可以注射或植入组织，并允许长时间、受控地释放气体。

在泡沫的一次迭代中，研究人员使用了一种由天然碳水化合物组成的聚合物，类似于糖果PopRocks。

接下来，研究人员对患有前列腺癌或一种称为恶性周围神经鞘瘤(MPNST)的肉瘤的小鼠进行了实验。MPNST非常难以手术，因为这样做很容易损害它们包裹的神经，因此找到一种方法使它们更容易受到当前最佳护理治疗的影响，可以大大改善患者的预后。在这两种类型的肿瘤中，新的氧气输送泡沫增加了肿瘤对化疗和放射治疗的反应。

由于泡沫是由可食用材料和氧气制成的，研究人员认为，如果人体试验成功，将治疗作为抗癌工具箱中的另一种工具推出(有趣的是，它还包含如何通过缺氧来对抗癌症的想法)是很有可能的。

“这个项目真正让我兴奋的一个方面是癌症生物学原理与材料科学的结合，创造出真正有影响力的东西，”研究第一作者，Byrne实验室的研究科学家JianlingBi说。