麻省理工学院的安妮·特拉顿 麻省理工学院的工程师创造了纳米粒子群,这些纳米粒子被氨基酸半胱氨酸的“右手”分子包裹着
信用:智妍约姆 麻省理工学院的工程师已经表明,他们可以通过控制一种被称为手性的化学结构特征——结构的“手性”,来提高药物输送纳米粒子的性能
许多生物分子可以以右旋或左旋的形式出现,它们在组成上是相同的,但却是彼此的镜像
麻省理工学院的研究小组发现,用右手形式的氨基酸半胱氨酸包裹纳米粒子有助于粒子避免被体内的酶破坏
这也帮助他们更有效地进入细胞
这项发现可以帮助研究人员设计更有效的药物载体来治疗癌症和其他疾病
麻省理工学院科赫研究所教授,科赫癌症综合研究所成员
该论文的资深作者之一兰格说:“我们对这篇论文感到非常兴奋,因为控制手性为药物输送提供了新的可能性,因此也提供了新的医疗手段。”
科赫研究所的研究科学家安娜·雅克利内克也是这篇论文的资深作者,这篇论文发表在11月11日的《高级材料》杂志上
四
这篇论文的主要作者是麻省理工学院博士后杨继荣
该论文的其他作者是前麻省理工学院博士后佩德罗·吉马拉斯和凯文·麦克休、麻省理工学院博士后胡全银和科赫研究所的附属机构迈克尔·米切尔
韩国首尔汉阳大学的向敏安、郑伯清和蔡有云也是这篇论文的作者
手性相互作用 许多生物学上重要的分子已经进化成只以右旋或左旋形式存在,也称为对映异构体
例如,天然存在的氨基酸总是“L”对映体,而DNA和葡萄糖通常是“D”
" “手性在自然界中无处不在,赋予材料独特的生物和化学性质,”约姆说
例如,由相同组成形成的分子尝起来是甜的还是苦的,根据它们的手性有不同的气味,一种对映异构体是无活性的,甚至是有毒的,而另一种对映异构体可以发挥重要的生物学功能
" 麻省理工学院的团队假设,利用手性相互作用来提高药物输送纳米粒子的性能是可能的
为了验证这一想法,他们创造了由2纳米氧化钴粒子簇组成的“超粒子”,其手性由表面半胱氨酸的“D”或“L”形式提供
通过让这些粒子沿着排列着癌细胞(包括骨髓瘤和乳腺癌细胞)的通道流动,研究人员可以测试每种粒子被细胞吸收的程度
他们发现涂有“D”半胱氨酸的颗粒被更有效地吸收,他们认为这是因为它们能够更强地与胆固醇和细胞膜上的其他脂质相互作用,这些脂质也具有“D”方向
研究人员还认为,“D”型半胱氨酸可能有助于纳米粒子避免被体内由“L”氨基酸组成的酶分解。
这可以让粒子在体内循环更长的时间,使它们更容易到达预期的目的地
在一项对小鼠的研究中,研究人员发现,“D”包被的颗粒在血液中停留的时间确实更长,这表明它们能够成功地逃避破坏“L”包被颗粒的酶。
注射后约两小时,循环中“D”粒子的数量远远大于“L”粒子的数量,并且在实验的24小时内保持较高的数量
“这是研究手性如何帮助这些粒子到达癌细胞和增加循环时间的第一步
下一步是看看我们是否真的能在癌症治疗上有所作为,”杰克莱尼茨说
改性粒子 研究人员现在计划用其他类型的药物输送颗粒来测试这种方法
在一个项目中,他们正在研究用“D”氨基酸包裹金颗粒是否会提高他们在小鼠体内输送抗癌药物的能力
另一方面,他们正在使用这种方法来改造腺病毒,他们的一些合作者正在开发这种潜在的治疗癌症的新方法
“在这项研究中,我们表明‘右旋’手性允许更长的循环时间和增加癌细胞的摄取
下一步将是确定与游离药物相比,载药的手性颗粒是否能提高或延长疗效,”雅克利内克说
“这基本上可以转化为任何纳米粒子
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