物理科技生物学-PHYICA

毒液径直穿过血脑屏障,输送药物

医学研究 2022-07-30 21:52:04

Credit: Pixabay/CC0公共领域 血脑屏障是人体必不可少的细致保护者

这种高度选择性的联锁内皮细胞守门人形成紧密连接,保护脆弱的脑细胞免受血液中毒素的侵害

然而,这也意味着血脑屏障阻止了许多化合物进入大脑,使得通过血流输送药物具有挑战性

为了解决这个问题,约翰·霍普金斯大学的研究人员正在测试蜂毒中的主要蛋白质化合物蜂毒肽,以解开这些紧密的连接,并将药物输送到大脑中

纳米生物技术研究所核心成员、材料科学与工程系教授彼得·塞尔森说:“我们的早期结果表明,蜂毒肽可以通过可逆地打开细胞连接来破坏血脑屏障的完整性。”

“这提供了一种将药物输送到大脑的新方法,特别是像抗体和纳米颗粒这样的大型治疗药物

" 研究结果发表在《生物材料》上

为了探索蜂毒肽的用途,塞尔森联合了由INBT核心成员、材料科学与工程教授Kalina Hristova和马里兰大学医学院的Piotr Walczak领导的研究小组

该团队首先在罗利·林维尔(前生物医学工程博士)开发的组织工程BBB模型中测试了蜂毒肽

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现在是麻省理工学院博士后助理的学生

他们确定了不同蜂毒肽剂量下连接中断的影响和机制

这项研究的关键是确定对神经元没有毒性并允许紧密连接可逆破坏的剂量

然后,他们将他们的发现应用于一个使用实时磁共振成像的小鼠模型,以显示BBB的可逆和安全打开

蜂毒肽是一种被广泛研究的膜活性肽,与细胞膜相互作用

研究人员对来自动物毒液的蜂毒肽和其他MAPs感兴趣,因为它们具有潜在的治疗应用,特别是用于抗癌方法,因为高浓度的蜂毒肽可能对癌细胞有毒

有趣的是,由于其氨基酸化学组成较短,MAPs为工程师提供了修改和优化特定应用设计的空间

“使用MAPs有很多定制功能,因此我们有很多设计空间可以探索

我们希望进一步优化具有特定生化特性的肽设计,使血脑屏障安全可逆地开放。”

研究人员现在正在展望这项技术的发展

他们希望在更大的模型中测试最佳剂量,因为老鼠和人类大脑的大脑大小和血液体积不同

此外,他们希望将这种方法应用于患病的小鼠模型,以证明其治疗效果

最后,考虑到所使用的跨学科方法,这些研究希望提高组织工程BBB模型的相关性,以更好地预测小鼠和最终人类患者的结果

“蜂毒肽已经被研究了几十年

研究人员长期以来认为蜂毒肽可以用于药物输送,目前的工作证明了这一信念,”Hristova说

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