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「纳米转运蛋白」精确维持药物浓度 模拟天然分子的自我调节机制

2022-11-08 09:21:04  来源:快科技

成功治疗疾病的关键方法之一,是在整个治疗过程中提供并维持体内药物的适当剂量。过少会降低治疗效率、导致耐药性,而过量则会增加副作用。

保持血液中药物的最佳浓度,仍然是现代医学的主要挑战。由于大多数药物会被快速降解,患者被迫(并且经常忘记)定期多次服药;而每个患者都有不同的药代动力学特征,因此不同患者血液中的药物浓度差异很大。研究观察,只有约 50% 的癌症患者在某些化疗期间获得了最佳药物剂量。

蒙特利尔大学(UdeM)化学系副教授、加拿大生物工程和生物纳米技术研究主席 ,一位受生物启发的纳米技术专家,探索了生物系统如何控制和维持生物分子的浓度。

来自蒙特利尔大学的一组加拿大研究人员设计并验证了一类由 DNA 编码的新型药物转运蛋白,这种药物转运蛋白比人类头发小 20000 倍,可以改善癌症和其他疾病的治疗方式。

近日,该团队在 Nature Communications 发表了最新研究成果“”。这些分子转运蛋白可以通过化学编程来保持药物的最佳浓度,从而达到比传统服用更有效的治疗方法。

“我们发现生物体采用蛋白质转运蛋白,这些转运蛋白经过编程,以维持像甲状腺激素等关键分子的精确浓度,并且这些转运蛋白与被转运分子之间的相互作用强度决定了游离分子的精确浓度。” 说。

这个简单的发现促使 和他的研究团队开始开发人造药物转运蛋白,以在治疗期间模拟分子在自然状态下保持精确浓度的效果。

该研究的第一作者、UdeM 博士生 Arnaud Desrosiers 最初确定并开发了两种 DNA 转运蛋白:一种用于奎宁(一种抗疟药),另一种用于治疗乳腺癌和白血病的常用药物阿霉素。

团队经过实验证明,这些人工转运蛋白可以很容易地予以编程,以递送和维持任何特定浓度的药物。

“更有趣的是,我们还发现这些纳米转运蛋白也可以用作药物储存库,以延长药物的作用,并在治疗期间最小化其剂量。”Desrosiers 说。

“这些纳米转运蛋白的另一个令人印象深刻的特征,”他补充说,“是它们可以被引导到最需要药物的特定身体部位。因此,原则上,应该会减少大多数副作用。”

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