密歇根大學羅傑爾癌症中心的研究人員發現一種小分子可以阻斷腦瘤的一個關鍵途徑時，他們感到很樂觀。但仍有一個問題：如何通過血液將抑製劑送入大腦以到達腫瘤。
通過與多個實驗室合作，這些科學家團隊製造了一種包含抑製劑的納米粒子，結果比預期的還要好。在小鼠模型中，納米顆粒不僅將抑製劑送達腫瘤，藥物成功地激活了免疫系統以消除癌症，而且這一過程觸發了免疫記憶，因此重新引入的腫瘤也被消除了。這是一個很有希望的跡象，這種潛在的新方法不僅可以治療腦瘤，而且可以防止或推遲複發。
過去沒有人能夠讓這種分子進入大腦。這確實是一個巨大的里程碑。過去30年裡，膠質瘤患者的結果一直沒有得到改善。儘管許多癌症類型的生存率有所提高，但膠質瘤仍然兇險，只有5%的患者在診斷後能活到五年。
膠質瘤通常對傳統療法有抵抗力，而且腫瘤內的環境會抑制免疫系統，使基於免疫的新療法無效。再加上通過血腦屏障的挑戰，向這些腫瘤提供有效治療變得更加困難。Castro-Lowenstein實驗室發現，小分子抑製劑AMD3100可以阻斷CXCR12，CXCR12是膠質瘤細胞釋放的一種細胞因子，它在免疫系統周圍建立了一個防護罩，阻止它對入侵的腫瘤開火。研究人員在膠質瘤的小鼠模型中顯示，AMD3100可防止CXCR12與免疫抑制性骨髓細胞結合。通過解除這些細胞的武裝，免疫系統保持完整，可以攻擊腫瘤細胞。
但AMD3100在進入腫瘤時遇到了困難。該藥物不能很好地通過血液，也不能通過血腦屏障，這是藥物進入大腦的一個關鍵問題。卡斯特羅-洛溫斯坦實驗室與馬薩諸塞州大學工程學院Wolfgang Pauli Collegiate化學工程教授Joerg Lahann博士合作，創造了基於蛋白質的納米粒子來封裝抑製劑，希望能幫助它通過血液循環。
研究人員向患有膠質瘤的小鼠注射了加載AMD3100的納米顆粒。該納米粒子表面含有一種肽，可與主要在腦瘤細胞上發現的蛋白質結合。當納米顆粒通過血液流向腫瘤時，它們釋放出AMD3100，從而恢復了血管的完整性。然後，納米粒子可以到達它們的目標，在那裡釋放藥物，從而阻止免疫抑制性骨髓細胞進入腫瘤塊。這使得免疫細胞能夠殺死腫瘤並推遲其發展。