化学家设计了一种基于碳水化合物的分子，可以通过自组装成缠结的纳米纤维网来包围和扼杀骨癌细胞（J. Am. Chem. Soc. 2014, DOI: 10.1021/ ja5111893）。这种分子不会伤害健康细胞，因为它的组装是由癌细胞上过度表达的酶触发的。
纽约城市大学亨特学院的 Rein V. Ulijn 说，在细胞周围构建分子笼的灵感来自大自然。许多人体细胞都包裹在细胞外基质中——这是一个复杂的生物分子网络，为组织提供结构，促进细胞间通讯，并捕获营养物质。科学家们正在开发能够自发组装成这种基质的简化版本的分子，为细胞提供生长培养基，特别是用于组织工程。
该领域主要关注自组装肽。在最近的一项研究中，布兰迪斯大学 的 Bing Xu 及其同事设计了一种非营养性肽，仅当其磷酸基团被移除时才会聚集并吞噬癌细胞 (Angew. Chem. Int. Ed. 2014, DOI: 10.1002/anie.201402216）。不含磷酸基团的肽具有亲水端和疏水端，这使得它们像细胞膜中的脂质一样组装。磷酸基团上的负电荷会在分子之间产生静电斥力，从而阻止组装。这种磷酸开关非常适合靶向癌细胞，因为某些类型的癌细胞过度表达碱性磷酸酶，这是一种可以裂解磷酸盐的酶。
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Ulijn 和他的同事，包括葡萄牙 米尼奥大学 的 Iva Pashkuleva，认为他们可以使基于碳水化合物的分子以相同的方式运作。Ulijn 说，与肽相比，碳水化合物可以产生更多样化的结构，从而开辟新的可能应用。因此，为了制造他们的网状分子，研究人员首先选择了亲水性碳水化合物葡萄糖胺，并添加了一个疏水性芳香基团，以产生一个可以自组装的分子。然后他们在糖上添加了一个磷酸基团。
为了测试该分子的抗癌能力，研究人员将其添加到骨癌细胞培养物以及正常软骨细胞中，后者的碱性磷酸酶活性仅为癌细胞中的约 5%。七小时后，约 95% 的骨癌细胞死亡，而只有 15% 的软骨细胞死亡。
细胞的扫描电子显微镜图像显示骨癌细胞表面存在笼状水凝胶。虽然细胞死亡的机制仍然未知，但 Ulijn 怀疑纳米纤维笼窒息了癌细胞，既不允许营养物质进入，也不允许废物排出。
布兰迪斯大学的 Xu 说，这项研究很好地证明了高酶活性可以作为靶向癌细胞的一种方法。Xu 的一个担忧是，该团队需要使用的分子浓度高于药物的典型浓度。高浓度通常需要患者服用大剂量，这通常意味着高风险的副作用。Ulijn 同意他的团队需要研究他们自组装碳水化合物的可能副作用。