維持藥物劑量、減少副作用,新奈米轉運蛋白將是抗癌新幫手?

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保持血液中藥物的最佳濃度是治療疾病的關鍵之一,也是現代醫學的一大挑戰,最近蒙特利爾大學(Université de Montréal)團隊設計並驗證了一種新型藥物運輸蛋白(transporters),透過化學編程讓藥物能持續維持在最適當的劑量,有望改善癌症和其他疾病的治療方式。

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可編程的奈米藥物運輸蛋白

由於多數藥物都會快速降解,接受藥物治療的患者往往被迫定期服用多劑,但每個患者的藥物代謝動力不同,再加上臨時忘記用藥等外在因素,導致患者血液中的藥物濃度出現落差,這不僅會降低治療效率,過高的劑量甚至可能導致耐藥性或增加副作用。

為了維持甲狀腺激素等對生物體來說至關重要的分子濃度,生物體會使用運輸蛋白來與分子進行相互作用,而兩者間的作用強度就決定了游離分子的精確濃度。

《Nature Communications》新研究中,蒙特利爾團隊參考了生物系統維繫分子濃度的方式,開發出兩種可編程、基於 DNA 的奈米藥物運輸蛋白,分別用於抗瘧藥奎寧(quinine)以及化療常見藥物阿黴素(doxorubicin),來模擬保持藥物恆定濃度的自然效果。

在後續實驗中,除了證實這兩種奈米運輸蛋白可以很輕易編程來輸送和維持任何特定濃度的藥物,研究團隊更發現,這些運輸蛋白也可以用作藥物儲存庫,來延長藥物作用並盡可能減少治療期間的劑量,同時還能被引導到最需要藥物的特定部位,預期能減少大多數副作用。

為了證明有效性,研究人員與法國波爾多大學團隊合作,運用為阿黴素開發的新藥物運輸蛋白及一種特定配方,使阿黴素保持在血液中,大大減少其向心臟、肺和胰腺等關鍵器官的擴散。運用這種製劑治療的小鼠,阿黴素在血液中維持時間延長了 18 倍,心臟毒性降低、體重正常增加,小鼠明顯在治療中能保持更加健康。

提高藥物效率、最小化副作用及給藥頻率

蒙特利爾大學化學副教授、仿生奈米技術專家 Alexis Vallée-Bélisle 認為,團隊開發的阿黴素奈米運輸蛋白能編程來最佳地維持血液循環中的藥物,這對於血癌治療或許也能提供幫助。

由於 DNA 和蛋白質化學的高度可編程性,研究團隊相信,這些運輸蛋白可以被設計來精確傳遞任何所需治療分子,或與人類設計的脂質體運輸蛋白結合,用不同的速度輸送藥物,並盡可能讓藥物留滯於腫瘤所在處,這將大大提高藥物效率並最小化副作用及給藥頻率,進而改善患者治療效果,研究人員期望能盡快在未來驗證相關成效。

延伸閱讀:DNA 奈米傳遞系統標靶巨噬細胞,提升抗原呈現能力!

參考資料:

  1. Nature Communications, 2022, https://doi.org/10.1038/s41467-022-33491-7
  2. https://nouvelles.umontreal.ca/en/article/2022/11/02/dna-nanotransporters-to-treat-cancer/

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