保持血液中药物的最佳浓度是治疗疾病的关键之一,也是现代医学的一大挑战,最近蒙特利尔大学(Université de Montréal)团队设计并验证了一种新型药物运输蛋白(transporters),透过化学编程让药物能持续维持在最适当的剂量,有望改善癌症和其他疾病的治疗方式。
可注射水凝胶让巨噬细胞“回神”,阻止脑部胶质母细胞瘤复发(基因线上国际版)可编程的奈米药物运输蛋白
由于多数药物都会快速降解,接受药物治疗的患者往往被迫定期服用多剂,但每个患者的药物代谢动力不同,再加上临时忘记用药等外在因素,导致患者血液中的药物浓度出现落差,这不仅会降低治疗效率,过高的剂量甚至可能导致耐药性或增加副作用。
为了维持甲状腺激素等对生物体来说至关重要的分子浓度,生物体会使用运输蛋白来与分子进行相互作用,而两者间的作用强度就决定了游离分子的精确浓度。
《Nature Communications》新研究中,蒙特利尔团队参考了生物系统维系分子浓度的方式,开发出两种可编程、基于 DNA 的奈米药物运输蛋白,分别用于抗疟药奎宁(quinine)以及化疗常见药物阿霉素(doxorubicin),来模拟保持药物恒定浓度的自然效果。
在后续实验中,除了证实这两种奈米运输蛋白可以很轻易编程来输送和维持任何特定浓度的药物,研究团队更发现,这些运输蛋白也可以用作药物储存库,来延长药物作用并尽可能减少治疗期间的剂量,同时还能被引导到最需要药物的特定部位,预期能减少大多数副作用。
为了证明有效性,研究人员与法国波尔多大学团队合作,运用为阿霉素开发的新药物运输蛋白及一种特定配方,使阿霉素保持在血液中,大大减少其向心脏、肺和胰腺等关键器官的扩散。运用这种制剂治疗的小鼠,阿霉素在血液中维持时间延长了 18 倍,心脏毒性降低、体重正常增加,小鼠明显在治疗中能保持更加健康。
提高药物效率、最小化副作用及给药频率
蒙特利尔大学化学副教授、仿生奈米技术专家 Alexis Vallée-Bélisle 认为,团队开发的阿霉素奈米运输蛋白能编程来最佳地维持血液循环中的药物,这对于血癌治疗或许也能提供帮助。
由于 DNA 和蛋白质化学的高度可编程性,研究团队相信,这些运输蛋白可以被设计来精确传递任何所需治疗分子,或与人类设计的脂质体运输蛋白结合,用不同的速度输送药物,并尽可能让药物留滞于肿瘤所在处,这将大大提高药物效率并最小化副作用及给药频率,进而改善患者治疗效果,研究人员期望能尽快在未来验证相关成效。
延伸阅读:DNA 奈米传递系统标靶巨噬细胞,提升抗原呈现能力!参考资料:
- Nature Communications, 2022, https://doi.org/10.1038/s41467-022-33491-7
- https://nouvelles.umontreal.ca/en/article/2022/11/02/dna-nanotransporters-to-treat-cancer/
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